第一章：系統介紹及應用分析
1.1系統簡介
隨著科學技術水平的發展，視頻領域已進入高清時代，通過立體高清車牌識別攝像機和道閘的簡單組合，使用很少的設備完成了停車場系統對固定用戶和臨時收費的管理要求。傳統的停車場大多采用近距離讀卡方式，必須停車伸手刷卡，上下坡道停車刷卡容易造成溜車、碰撞等事故，并且停車場卡片屬于一種耗材，后期添加需要購買，還涉及丟卡、壞卡等情況引發的經濟糾紛，在以車牌識別為主導的智能車輛管理系統中不會出現此類情況，立體高清車牌識別系統主要通過車牌識別技術，實現對進出車輛車牌信息的識別，每一輛出入停車場的車輛均有出入圖片匹配，由系統軟件根據收費方案核算收費金額并顯示在崗亭管理程序界面上，不需要另行購買任何耗材，只需將車輛的車牌信息下載到立體高清車牌識別攝像機上即可，車輛進出場時可以實現不停車通行。
整套系統使用簡單、維護方便、穩定性強，采用TCP\IP網絡通訊，布線簡單、方便，大大減少了施工難度，便于設備的調試及維護。此外，系統還將車牌的人工比對升級到自動識別，提升了立體高清車牌識別攝像機圖像的清晰度、處理速度和圖像智能分析能力，有效控制了一卡多用和保安亂收費等現象。
1.2關于車牌識別技術
立體高清車牌識別攝像機是停車場專用攝像機，能夠實時準確地自動識別出車牌的數字、字母、漢字字符，并直接給出識別結果。同時管理者還可以通過抓拍到的圖片識別出車輛特征，如車型、顏色等。立體高清車牌識別攝像機采用百萬像素高清識別技術，可在室外惡劣環境下使用，穩定可靠。立體高清車牌識別，可脫機工作，提供H.264、MPEG4、MJPEG的實時碼流，結合高性能的視頻壓縮算法，使圖片傳輸更加流暢。立體高清車牌識別攝像機調試可結合IE瀏覽器（Internet Explore）來完成，操作簡單方便，可實現不停車通行。
● 一體化：立體高清車牌識別攝像機內部集成了所需的硬件和軟件，不需輔助的設備即可完成其功能。一體化的結構形式使得立體高清車牌識別攝像機增加了系統的的適應性、穩定性，方便了安裝、調試及維護。
● 嵌入式：立體高清車牌識別攝像機內部將所有算法固化在硬件之中，因此可以脫離計算機實現獨立工作，得到了更廣闊的應用空間。
● 車牌識別：立體高清車牌識別系統將出入車輛的車牌信息作為車輛管理的唯一考證，自動抓拍出入車輛的圖像，自動識別車牌信息，通過對出入車輛的識別結果比對來判斷車輛是否為有效車輛。
1.3 系統的應用
聯網應用
聯網應用指的是“立體高清車牌識別攝像機”在每個出入口聯網工作，上位機識別方式聯網收費，并以車牌號作為唯一的數據標識進行車輛的管理。通過對各個出入口的“立體高清車牌識別攝像機”識別結果的比對來進行判斷和收費，停車時間和停車費用根據對應的收費方案計算并顯示在崗亭管理程序界面上，同時可以配置輔助LED顯示屏、音響（收費語音播報）、小票打印機（打印收費憑證）等。
如果斷網怎么辦
由于整個系統是網絡結構，對于固定車輛來說斷網是沒有影響的，因為固定車輛的車牌號都已經下載到 “立體高清車牌識別攝像機”內，內部將所有算法固化在硬件之中?！扒度胧健弊R別方式支持脫離計算機實現獨立工作。
對于臨時車輛，如果一個路口的設備之間沒有斷網，也是不影響的；只有當該臨時車從A路口的入口進，又要從B路口的出口出，而中心服務器處于斷網情況，才會影響對該臨時車輛的收費管理；
“車牌識別攝像機”可以脫機存儲500張照片，2萬條識別記錄。
還可以在崗亭終端配置“條碼打印機”和“條碼掃描槍”，當中心服務器斷網時，崗亭終端程序會提醒工作人員使用“條碼打印機”對臨時車輛發一個條碼，條碼上記錄了入場時間；
那么該臨時車輛從任何路口出場時，若“中心服務器”已經“恢復聯網”，會將存儲的500張照片，2萬條識別記錄上傳，則按“臨時車車牌識別收費管理規則”通行；
該臨時車輛從任何路口出場時，若“中心服務器”還沒有“恢復聯網”，工作人員可以向該臨時車索要條形碼，按“臨時車條形碼識別收費管理規則”通行；
無卡出入停車場、臨時車收費
針對某大型商場，對固定（內部車）車輛與臨時車輛共用同一個出口或入口進行聯網統一管理。
我公司提供的方案只需在入口和出口安裝“立體高清車牌識別攝像機”，固定車輛，可以在軟件中建立固定用戶信息，車牌識別免費通行。臨時車輛分為三種類型，A一般用戶采用商場停車場的標準收費執行;B商場可以對用戶實施優惠策略“按時間優惠”“按金額優惠”，在出口崗亭軟件上有“輸入優惠”按鈕，只要是需要優惠的車輛，保安，按下“輸入優惠”即可進行收費處理；C“條碼打印機”和“條碼掃描槍”還可以應對“無車牌”或“車牌難以辨識”的臨時車輛，無牌車輛采用入口發小票，出口處用掃描槍對入場時的小票進行掃碼，從而統計車輛的停車時間，計算車輛的收費金額。固定用戶和臨時用戶都通過車牌識別自動判斷車牌是固定用戶還是臨時用戶。
在車輛入場時得到識別結果并通過TCP/IP網絡將識別出的車輛信息傳送到停車場各出口，出口將識別結果和基礎信息顯示
出入口實時監控
系統崗亭程序上實時顯示出入口的監控圖像，使停車場的管理形成方便，安全，高效的控制體系。
出口自動計費
此項功能必須保證網絡的暢通，停車場出入口設備實時在線，主要用于停車場出入口處已安裝“立體高清車牌識別攝像機”的停車場收費系統，通過收費系統軟件，入口處的“立體高清車牌識別攝像機”將識別的結果傳遞給出口，出口處的“立體高清車牌識別攝像機”得到識別結果并根據收費方案自動計算出應繳納的收費金額，防止內部工作人員作弊，有效的避免了應收款的流失。
數據自動統計及車牌模糊查詢
此項功能必須保證網絡的暢通，停車場出入口設備實時在線，隨時可以用來統計收費金額，進行車牌的模糊查詢。
車牌圖像匹配
1、 相同車牌
完全相同的車牌直接匹配，崗亭程序“出口通道”與“對應入場”窗口顯示匹配的圖片結果。如圖 5.2.2（a）所示。
2、 近似車牌
完全在客觀條件影響下如（ 暴雨、暴雪、大霧天氣等）造成的車牌識別不匹配，在對應入場圖片下方是自動列出的近似車牌信息條，管理人員可以人工查找系統沒有識別上的相似的車牌，在近似車牌信息條上快速找到對應的車牌，進行車牌匹配。以供管理人員進行人工比對保證車輛的安全。如圖 5.2.2（b）所示。
3、 無牌車輛
當無牌車輛入場時，車輛進入車場出入口區域時觸發地感線圈，“立體高清車牌識別攝像機”自動抓拍車輛的圖像，并將車輛信息傳至服務中心無牌車輛數據庫，顯示在崗亭程序屏幕無牌車信息條上，管理人員可人工根據車輛圖像調出該車對應入場的信息。以供管理人員進行人工比對保證車輛的安全。如圖 5.2.2（C）所示。
系統管理功能由管理計算機實現。
系統采用全網絡化設計，為了保證系統的可靠性，必須保證網絡的安全和暢通。出入口的“立體高清車牌識別攝像機”與控制管理計算機之間采用網絡的方式來實現數據和圖像的傳送。
第二章：系統總體設計目的和優勢
立體高清車牌識別的技術優勢：
1、立體高清識別
(1)立體高清車牌識別攝像機具有高分辨率，能抓拍出高清晰度的高清圖片,分辨率由標清情況下的30萬提高到高清100萬、200萬、300萬像素可選。
(2)立體高清車牌識別攝像機視野寬廣能看清車牌，車型等更大區域，從而使得行駛的車道可以控制的更寬，車輛駛入的角度可接受性更大。
(3)立體高清車牌識別攝像機采用百萬像素高清識別技術，使得圖片更加清晰，從而提升車牌識別率。
2、車牌焦點曝光技術
立體高清車牌識別焦點曝光技術，以車牌區域為焦點，對車牌區域進行焦點連動的自動曝光算法，從而獲得最佳曝光效果。根據車牌區域反饋的亮度進行曝光參數、補光燈的調整，確保車牌區域的最佳曝光效果，從而提高車牌識別率。使用碼流和抓拍兩套曝光參數，自動切換調整，碼流效果與實際視覺效果一致，調試可結合IE瀏覽器（Internet Explore）來完成,簡單、方便、快捷。
1.補光燈的自適應
(1) 自動開關：
算法控制，根據圖片亮度分析環境光線變化，自動實現開關。
(2) 亮度自適應：
夜晚或光線暗時自動開啟，照度較低，起到照明作用；
車輛來時，亮度加大使得截圖中車牌曝光更清晰；
根據反饋的車牌區域亮度情況，調整補光燈亮度，解決燈衰減以及灰塵等原因導致的欠爆問題。
2、以車牌區域為焦點的自動曝光算法
根據車牌區域的亮度值分析來自動調整曝光參數，如快門、感光度、增益等各項參數，可以逐幀調整，反應快速。
3、立體搞清車牌識別技術
立體高清車牌識別采用主從模式的多臺攝像機進行立體識別，主從攝像機同時抓拍識別，主攝像機加入智能仲裁算法選取最優識別結果進行控制。解決車牌識別技術對于道路、角度等方面的苛刻要求的同時提高識別率（增大路寬、減小車道長度，無擺正距離要求均可識別）提高了產品的適應性。車輛各種角度、方向進入，都能抓拍到清晰的圖片。
4、車牌畸變校準
受現場環境制約，車牌表面和攝像軸線無法做到垂直，導致車牌發生畸變，遠離攝像機的位置字符變小，對識別造成一定的困難。立體高清車牌識別攝像機畸變校準算法采用多色彩空間進行車牌底色檢測，準確定位車牌區域，獲取車牌傾斜角度及橫向變形比例，最大傾斜角度達到25°，安全角度15°內的準確校準率達到99%以上。
5、識別算法：神經網絡+特征識別
（1）采用帶反饋的能量濾波算法進行紋理檢測，使得車牌定位成功率從超過99%。
（2）多色彩空間的檢測保證了多種車牌類型的準確認定，包括：藍牌、黃牌、軍車、警車、WJ車輛、個性化車牌、使領館車牌、省港兩地車牌等。
（3）字符特征識別算法保證了>98%的字符識別率（現場實測），而且不需要進行現場訓練；輔助的BP神經網絡識別算法則是做了很好的補充，同時保證了良好的漢字識別率。
6、適應性與穩定性
（1）硬件產品的型式試驗
立體高清車牌識別攝像機通過反復的溫度試驗、ESD性能指標實驗、防水試驗、沖擊試驗、振動試驗，大大增強了攝像機在各種環境下的適應性。網絡化、關鍵數據的嵌入式備份，為產品提供了穩定保障。
（2）系統全網絡化
與傳統攝像機音頻線、視頻線等多種連接方式不同，立體高清車牌識別系統采用TCP/IP網絡方式，一根電源線和幾根網線即可完成整體系統連通，使得系統布線、施工、維護更加容易和便捷。系統可利用現有網絡進行連接，不需要重復布線，大大節省了施工成本。由于TCP\IP網絡用戶非常普遍，所以在操作方法上也更容易被管理人員接受。
第三章：系統設備組成及工作邏輯
3.1立體高清車牌識別系統
立體高清車牌識別系統是由一臺立體高清車牌識別攝像機（帶控制功能）作為主機，一臺或多臺立體高清車牌識別攝像機從機組成，通過多臺主從攝像機從不同角度抓拍車牌，立體多角度抓拍大大減少了對道路和車輛進入角度的限制；主機功能強大，不僅能夠獨立進行車牌識別、控制道閘，而且能夠分析處理從機的車牌圖片和識別數據，仲裁分析，嵌入式數據備份，與PC端進行控制和交互；從機輔助主機進行多角度圖片抓拍和識別，從而實現立體識別，使識別率大大提高。
主機一臺：立體高清車牌識別攝像機（帶控制功能）
1．能抓拍出高清晰度的高清圖片
2．自動識別抓拍圖片的車牌信息，進行車牌識別。
3．加入智能仲裁算法選取最優識別結果進行控制，主機接收從機的識別結果，并進行分析、處理，確認車牌信息。
4．下載固定用戶車牌信息，完成固定用戶車輛的匹配，進而控制道閘。
5．通過網絡與PC機、從機進行數據間的信息交互。
從機一臺或多臺：立體高清車牌識別攝像機從機
1、能抓拍出高清晰度的高清圖片
2、輔助車牌識別，自動識別抓拍圖片的車牌信息。
3、通過網絡與主機進行信息交互。
3.2系統設備組成
該套系統主要由以下部分組成：
入口控制部分：集成道閘、立體高清車牌識別攝像機（帶控制功能）、立體高清車牌識別攝像機從機
出口控制部分：集成道閘、立體高清車牌識別攝像機（帶控制功能）、立體高清車牌識別攝像機從機、網絡高亮LED外顯屏
崗亭終端：電腦主機、崗亭管理軟件
管理中心：電腦主機、停車場管理軟件
3.3系統拓撲圖
3.3.1 入口拓撲圖
圖 1-1系統入口配置拓撲圖
3.3.2 出口拓撲圖
圖 1-2系統出口配置拓撲圖
3.4系統工作原理
臨時客戶車輛
當車輛進場時，車輛駛入車牌識別攝像機抓拍區域，觸發地感線圈，“立體高清車牌識別攝像機”自動抓拍入場車輛的圖像并自動識別車牌號、記錄入場時間并將車輛信息傳至服務中心，檢索數據庫得出車輛類別，顯示在崗亭中心屏幕上，管理人員可隨時監控入口的車輛情況，并可校正識別結果。顯示屏顯示該車的有效期或車位信息顯示，歡迎光臨等提示語。
當車輛出場時，車輛駛入車牌識別攝像機抓拍區域，觸發地感線圈，“立體高清車牌識別攝像機” 自動抓拍入場車輛的圖像并自動識別車牌號，記錄出場時間并將車輛信息傳至服務中心，服務中心根據比對自動判斷車輛性質，自動統計調出相關信息顯示。車輛出場時系統將該車輛的入場信息顯示在崗亭計算機屏幕上，根據軟件制定的收費方案進行收費金額的統計，以供管理人員對臨時車輛的管理。
固定客戶車輛
在入口和出口安裝“立體高清車牌識別攝像機”，管理計算機將對應授權通道的車牌信息下載到“立體高清車牌識別攝像機”內。車輛駛入或駛出停車場時需地感觸發立體高清車牌識別攝像機抓拍、識別、處理車輛的車牌信息，并將識別結果傳送到管理計算機，管理計算機利用識別結果查詢數據庫，如果攝像機與管理計算機斷開連接，攝像機可以脫機工作，不會造成車流的堵塞達到不停車通行。
整個停車場系統實行管理中心計算機集中管理，并采用立體高清車牌識別攝像機對進入停車場的車輛進行圖像抓拍，自動識別，引導車輛進入停車場指定的區域，在停車場出口立體高清車牌識別攝像機對駛出停車場的車輛進行識別，對于固定客戶自動放行，對于臨時客戶根據停車時間計費，繳費后方可離開，管理中心計算機對整個停車場進行統一的管理，使停車場的管理形成方便，安全，高效的控制體系。
3.5系統網絡結構圖
立體高清車牌識別系統的主要部件是模塊化設計，配置非常靈活，功能強大、完備，適應多進多出的大型系統；既適應簡單的停車場管理，也適應場內套場的嵌套管理。
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