第一章：系统介绍及应用分析

    1.1系统简介

    随着科学技术水平的发展，视频领域已进入高清时代，我公司通过多年研究，攻克了一个个技术难题，通过立体高清车牌识别摄像机和道闸的简单组合，使用很少的设备完成了停车场系统对固定用户和临时收费的管理要求。传统的停车场大多采用近距离读卡方式，必须停车伸手刷卡，上下坡道停车刷卡容易造成溜车、碰撞等事故，并且停车场卡片属于一种耗材，后期添加需要购买，还涉及丢卡、坏卡等情况引发的经济纠纷，在以车牌识别为主导的智能车辆管理系统中不会出现此类情况，立体高清车牌识别系统主要通过车牌识别技术，实现对进出车辆车牌信息的识别，每一辆出入停车场的车辆均有出入图片匹配，由系统软件根据收费方案核算收费金额并显示在岗亭管理程序界面上，不需要另行购买任何耗材，只需将车辆的车牌信息下载到立体高清车牌识别摄像机上即可，车辆进出场时可以实现不停车通行。

    整套系统使用简单、维护方便、稳定性强，采用TCP\IP网络通讯，布线简单、方便，大大减少了施工难度，便于设备的调试及维护。此外，系统还将车牌的人工比对升级到自动识别，提升了立体高清车牌识别摄像机图像的清晰度、处理速度和图像智能分析能力，有效控制了一卡多用和保安乱收费等现象。

1.2关于车牌识别技术

    立体高清车牌识别摄像机是停车场专用摄像机，能够实时准确地自动识别出车牌的数字、字母、汉字字符，并直接给出识别结果。同时管理者还可以通过抓拍到的图片识别出车辆特征，如车型、颜色等。立体高清车牌识别摄像机采用百万像素高清识别技术，可在室外恶劣环境下使用，稳定可靠。立体高清车牌识别，可脱机工作，提供H.264、MPEG4、MJPEG的实时码流，结合高性能的视频压缩算法，使图片传输更加流畅。立体高清车牌识别摄像机调试可结合IE浏览器（Internet Explore）来完成，操作简单方便，可实现不停车通行。

    ● 一体化：立体高清车牌识别摄像机内部集成了所需的硬件和软件，不需辅助的设备即可完成其功能。一体化的结构形式使得立体高清车牌识别摄像机增加了系统的的适应性、稳定性，方便了安装、调试及维护。

    ● 嵌入式：立体高清车牌识别摄像机内部将所有算法固化在硬件之中，因此可以脱离计算机实现独立工作，得到了更广阔的应用空间。

● 车牌识别：立体高清车牌识别系统将出入车辆的车牌信息作为车辆管理的唯一考证，自动抓拍出入车辆的图像，自动识别车牌信息，通过对出入车辆的识别结果比对来判断车辆是否为有效车辆。

1.3 系统的应用

    联网应用

    联网应用指的是“立体高清车牌识别摄像机”在每个出入口联网工作，上位机识别方式联网收费，并以车牌号作为唯一的数据标识进行车辆的管理。通过对各个出入口的“立体高清车牌识别摄像机”识别结果的比对来进行判断和收费，停车时间和停车费用根据对应的收费方案计算并显示在岗亭管理程序界面上，同时可以配置辅助LED显示屏、音响（收费语音播报）、小票打印机（打印收费凭证）等。

    如果断网怎么办

    由于整个系统是网络结构，对于固定车辆来说断网是没有影响的，因为固定车辆的车牌号都已经下载到 “立体高清车牌识别摄像机”内，内部将所有算法固化在硬件之中。“嵌入式”识别方式支持脱离计算机实现独立工作。

    对于临时车辆，如果一个路口的设备之间没有断网，也是不影响的；只有当该临时车从A路口的入口进，又要从B路口的出口出，而中心服务器处于断网情况，才会影响对该临时车辆的收费管理；

    “车牌识别摄像机”可以脱机存储500张照片，2万条识别记录。

    还可以在岗亭终端配置“条码打印机”和“条码扫描枪”，当中心服务器断网时，岗亭终端程序会提醒工作人员使用“条码打印机”对临时车辆发一个条码，条码上记录了入场时间；

    那么该临时车辆从任何路口出场时，若“中心服务器”已经“恢复联网”，会将存储的500张照片，2万条识别记录上传，则按“临时车车牌识别收费管理规则”通行；

    该临时车辆从任何路口出场时，若“中心服务器”还没有“恢复联网”，工作人员可以向该临时车索要条形码，按“临时车条形码识别收费管理规则”通行；

 无卡出入停车场、临时车收费

    针对某大型商场，对固定（内部车）车辆与临时车辆共用同一个出口或入口进行联网统一管理。

    我公司提供的方案只需在入口和出口安装“立体高清车牌识别摄像机”，固定车辆，可以在软件中建立固定用户信息，车牌识别免费通行。临时车辆分为三种类型，A一般用户采用商场停车场的标准收费执行;B商场可以对用户实施优惠策略“按时间优惠”“按金额优惠”，在出口岗亭软件上有“输入优惠”按钮，只要是需要优惠的车辆，保安，按下“输入优惠”即可进行收费处理；C“条码打印机”和“条码扫描枪”还可以应对“无车牌”或“车牌难以辨识”的临时车辆，无牌车辆采用入口发小票，出口处用扫描枪对入场时的小票进行扫码，从而统计车辆的停车时间，计算车辆的收费金额。固定用户和临时用户都通过车牌识别自动判断车牌是固定用户还是临时用户。

在车辆入场时得到识别结果并通过TCP/IP网络将识别出的车辆信息传送到停车场各出口，出口将识别结果和基础信息显示

 出入口实时监控

系统岗亭程序上实时显示出入口的监控图像，使停车场的管理形成方便，安全，高效的控制体系。

 出口自动计费

此项功能必须保证网络的畅通，停车场出入口设备实时在线，主要用于停车场出入口处已安装“立体高清车牌识别摄像机”的停车场收费系统，通过收费系统软件，入口处的“立体高清车牌识别摄像机”将识别的结果传递给出口，出口处的“立体高清车牌识别摄像机”得到识别结果并根据收费方案自动计算出应缴纳的收费金额，防止内部工作人员作弊，有效的避免了应收款的流失。

 数据自动统计及车牌模糊查询

此项功能必须保证网络的畅通，停车场出入口设备实时在线，随时可以用来统计收费金额，进行车牌的模糊查询。

 车牌图像匹配

1、 相同车牌

完全相同的车牌直接匹配，岗亭程序“出口通道”与“对应入场”窗口显示匹配的图片结果。如图 5.2.2（a）所示。

2、 近似车牌

完全在客观条件影响下如（ 暴雨、暴雪、大雾天气等）造成的车牌识别不匹配，在对应入场图片下方是自动列出的近似车牌信息条，管理人员可以人工查找系统没有识别上的相似的车牌，在近似车牌信息条上快速找到对应的车牌，进行车牌匹配。以供管理人员进行人工比对保证车辆的安全。如图 5.2.2（b）所示。

3、 无牌车辆

当无牌车辆入场时，车辆进入车场出入口区域时触发地感线圈，“立体高清车牌识别摄像机”自动抓拍车辆的图像，并将车辆信息传至服务中心无牌车辆数据库，显示在岗亭程序屏幕无牌车信息条上，管理人员可人工根据车辆图像调出该车对应入场的信息。以供管理人员进行人工比对保证车辆的安全。如图 5.2.2（C）所示。

 系统管理功能由管理计算机实现。

系统采用全网络化设计，为了保证系统的可靠性，必须保证网络的安全和畅通。出入口的“立体高清车牌识别摄像机”与控制管理计算机之间采用网络的方式来实现数据和图像的传送。

第二章：系统总体设计目的和优势

立体高清车牌识别的技术优势：

 1、立体高清识别

(1)立体高清车牌识别摄像机具有高分辨率，能抓拍出高清晰度的高清图片,分辨率由标清情况下的30万提高到高清100万、200万、300万像素可选。

(2)立体高清车牌识别摄像机视野宽广能看清车牌，车型等更大区域，从而使得行驶的车道可以控制的更宽，车辆驶入的角度可接受性更大。

(3)立体高清车牌识别摄像机采用百万像素高清识别技术，使得图片更加清晰，从而提升车牌识别率。

 2、车牌焦点曝光技术

    立体高清车牌识别焦点曝光技术，以车牌区域为焦点，对车牌区域进行焦点连动的自动曝光算法，从而获得最佳曝光效果。根据车牌区域反馈的亮度进行曝光参数、补光灯的调整，确保车牌区域的最佳曝光效果，从而提高车牌识别率。使用码流和抓拍两套曝光参数，自动切换调整，码流效果与实际视觉效果一致，调试可结合IE浏览器（Internet Explore）来完成,简单、方便、快捷。

1.补光灯的自适应

 (1) 自动开关：

     算法控制，根据图片亮度分析环境光线变化，自动实现开关。 

 (2) 亮度自适应：

 夜晚或光线暗时自动开启，照度较低，起到照明作用；

 车辆来时，亮度加大使得截图中车牌曝光更清晰；

 根据反馈的车牌区域亮度情况，调整补光灯亮度，解决灯衰减以及灰尘等原因导致的欠爆问题。

2、以车牌区域为焦点的自动曝光算法 

根据车牌区域的亮度值分析来自动调整曝光参数，如快门、感光度、增益等各项参数，可以逐帧调整，反应快速。

 3、立体搞清车牌识别技术

立体高清车牌识别采用主从模式的多台摄像机进行立体识别，主从摄像机同时抓拍识别，主摄像机加入智能仲裁算法选取最优识别结果进行控制。解决车牌识别技术对于道路、角度等方面的苛刻要求的同时提高识别率（增大路宽、减小车道长度，无摆正距离要求均可识别）提高了产品的适应性。车辆各种角度、方向进入，都能抓拍到清晰的图片。

 4、车牌畸变校准

受现场环境制约，车牌表面和摄像轴线无法做到垂直，导致车牌发生畸变，远离摄像机的位置字符变小，对识别造成一定的困难。立体高清车牌识别摄像机畸变校准算法采用多色彩空间进行车牌底色检测，准确定位车牌区域，获取车牌倾斜角度及横向变形比例，最大倾斜角度达到25°，安全角度15°内的准确校准率达到99%以上。

 5、识别算法：神经网络+特征识别

（1）采用带反馈的能量滤波算法进行纹理检测，使得车牌定位成功率从超过99%。

（2）多色彩空间的检测保证了多种车牌类型的准确认定，包括：蓝牌、黄牌、军车、警车、WJ车辆、个性化车牌、使领馆车牌、省港两地车牌等。

（3）字符特征识别算法保证了>98%的字符识别率（现场实测），而且不需要进行现场训练；辅助的BP神经网络识别算法则是做了很好的补充，同时保证了良好的汉字识别率。

 6、适应性与稳定性

（1）硬件产品的型式试验

    立体高清车牌识别摄像机通过反复的温度试验、ESD性能指标实验、防水试验、冲击试验、振动试验，大大增强了摄像机在各种环境下的适应性。网络化、关键数据的嵌入式备份，为产品提供了稳定保障。

（2）系统全网络化

与传统摄像机音频线、视频线等多种连接方式不同，立体高清车牌识别系统采用TCP/IP网络方式，一根电源线和几根网线即可完成整体系统连通，使得系统布线、施工、维护更加容易和便捷。系统可利用现有网络进行连接，不需要重复布线，大大节省了施工成本。由于TCP\IP网络用户非常普遍，所以在操作方法上也更容易被管理人员接受。

第三章：系统设备组成及工作逻辑

3.1立体高清车牌识别系统

立体高清车牌识别系统是由一台立体高清车牌识别摄像机（带控制功能）作为主机，一台或多台立体高清车牌识别摄像机从机组成，通过多台主从摄像机从不同角度抓拍车牌，立体多角度抓拍大大减少了对道路和车辆进入角度的限制；主机功能强大，不仅能够独立进行车牌识别、控制道闸，而且能够分析处理从机的车牌图片和识别数据，仲裁分析，嵌入式数据备份，与PC端进行控制和交互；从机辅助主机进行多角度图片抓拍和识别，从而实现立体识别，使识别率大大提高。

  主机一台：立体高清车牌识别摄像机（带控制功能）

1．能抓拍出高清晰度的高清图片

2．自动识别抓拍图片的车牌信息，进行车牌识别。

3．加入智能仲裁算法选取最优识别结果进行控制，主机接收从机的识别结果，并进行分析、处理，确认车牌信息。

4．下载固定用户车牌信息，完成固定用户车辆的匹配，进而控制道闸。

5．通过网络与PC机、从机进行数据间的信息交互。

  从机一台或多台：立体高清车牌识别摄像机从机

1、能抓拍出高清晰度的高清图片

2、辅助车牌识别，自动识别抓拍图片的车牌信息。

3、通过网络与主机进行信息交互。

3.2系统设备组成

该套系统主要由以下部分组成：

  入口控制部分：集成道闸、立体高清车牌识别摄像机（带控制功能）、立体高清车牌识别摄像机从机

  出口控制部分：集成道闸、立体高清车牌识别摄像机（带控制功能）、立体高清车牌识别摄像机从机、网络高亮LED外显屏

  岗亭终端：电脑主机、岗亭管理软件

  管理中心：电脑主机、停车场管理软件

3.3系统拓扑图

3.3.1 入口拓扑图

图 1-1系统入口配置拓扑图

3.3.2 出口拓扑图

图 1-2系统出口配置拓扑图

3.4系统工作原理

 临时客户车辆

当车辆进场时，车辆驶入车牌识别摄像机抓拍区域，触发地感线圈，“立体高清车牌识别摄像机”自动抓拍入场车辆的图像并自动识别车牌号、记录入场时间并将车辆信息传至服务中心，检索数据库得出车辆类别，显示在岗亭中心屏幕上，管理人员可随时监控入口的车辆情况，并可校正识别结果。显示屏显示该车的有效期或车位信息显示，欢迎光临等提示语。

当车辆出场时，车辆驶入车牌识别摄像机抓拍区域，触发地感线圈，“立体高清车牌识别摄像机” 自动抓拍入场车辆的图像并自动识别车牌号，记录出场时间并将车辆信息传至服务中心，服务中心根据比对自动判断车辆性质，自动统计调出相关信息显示。车辆出场时系统将该车辆的入场信息显示在岗亭计算机屏幕上，根据软件制定的收费方案进行收费金额的统计，以供管理人员对临时车辆的管理。

 固定客户车辆

在入口和出口安装“立体高清车牌识别摄像机”，管理计算机将对应授权通道的车牌信息下载到“立体高清车牌识别摄像机”内。车辆驶入或驶出停车场时需地感触发立体高清车牌识别摄像机抓拍、识别、处理车辆的车牌信息，并将识别结果传送到管理计算机，管理计算机利用识别结果查询数据库，如果摄像机与管理计算机断开连接，摄像机可以脱机工作，不会造成车流的堵塞达到不停车通行。

整个停车场系统实行管理中心计算机集中管理，并采用立体高清车牌识别摄像机对进入停车场的车辆进行图像抓拍，自动识别，引导车辆进入停车场指定的区域，在停车场出口立体高清车牌识别摄像机对驶出停车场的车辆进行识别，对于固定客户自动放行，对于临时客户根据停车时间计费，缴费后方可离开，管理中心计算机对整个停车场进行统一的管理，使停车场的管理形成方便，安全，高效的控制体系。

3.5系统网络结构图

立体高清车牌识别系统的主要部件是模块化设计，配置非常灵活，功能强大、完备，适应多进多出的大型系统；既适应简单的停车场管理，也适应场内套场的嵌套管理。