一種車牌識別系統的製作方法

2024-01-22 17:34:15 2

專利名稱：一種車牌識別系統的製作方法
技術領域：
本實用新型關於智能交通領域，特別關於一種車牌識別系統。
背景技術：
在智能交通領域涉及到對車輛進行執法情況下，往往需要對車輛的牌號 進行自動識別，尤其對整個交通流截面上全部通過車輛進行車牌識別，例如 超速系統、闖紅燈系統、卡扣監控系統、路徑識別系統等均需要對整個交通 流截面上通過的車輛進行車牌識別。
對整個交通流截面上通過的全部車輛進行車牌識別，均是採用將攝像機 安裝在架設在橫跨車道的龍門架上或安裝於路側的L杆上，基於現有的技術有 胃禾中力^:
1. 靜態圖片識別
最早的車牌識別，採用靜態圖片識別，由於只有一幀圖片識別，要求的 圖片中車牌所佔像素數較多，所以視場就較小，圖l為這種情況的系統布置方
案。如圖1所示，在3個通行車道101的情況下，採用5臺攝像機104，通過對攝 像機的焦距和角度進行調整形成5個視場102，相鄰的視場形成視場重複覆蓋 區，共4個視場重複覆蓋區103，每一個重複覆蓋區要求大於一個車牌在視場 中的大小，如此達到對三車道的全部覆蓋。同時如圖l所示，5個攝像機104需 要5套補光設備105和5個車牌識別器106，最終5個車牌識別器106的識別結果 通過網絡接口傳輸給工業控制計算機。
2. 視頻識別
隨著技術的發展，出現了視頻車牌識別，車輛通過整個視場的所有幀均 為識別對象，所有單幀圖片識別結果最後通過投票選擇獲得車牌識別結果， 單幀圖像中車牌大小變小的影響可以通過多幀圖片識別結果的投票選擇加以緩衝。所以就產生通過增大單個攝像機的視場來實現對交通流截面車輛進行 車牌識別的方案，圖2為這種情況的系統布置方案。如圖2所示，在三個通行
車道201的境況下，採用3臺攝像機204，通過對攝像機的焦距和角度進行調整 形成3個視場202，相鄰的視場形成視場重複覆蓋區，共2個重複覆蓋區203， 每一個重複覆蓋區要求大於一個車牌在視場中的大小，如此達到對三車道的 全部覆蓋。同時如圖2所示，3臺攝像機204需要3套補光設備205和3個車牌識 別器206，最終3個車牌識別器206的識別結果通過網絡接口傳輸給工業控制計 算機。
以上兩種現有方案解決交通流截面的覆蓋問題，能夠對交通流截面的通 過車輛進行車牌識別，但是也存在一些問題。方案l中由於視場較小車牌大小 可以保證，因此識別率有一定得保證，但如圖l所示，在3個車道101境況下， 需要5臺攝像機104、 5套補光設備105以及5個車牌識別器，較大地增加了設備 成本，也明顯增加了整個系統的複雜度，同時隨車道數的增加其設備數也會 增加。方案2中採用3臺攝像機204，但是由於2個重疊覆蓋區要求每一個大於 一個車牌，使得車牌在圖片中的大小受到較大限制，只能維持較小的車牌狀 態。視頻車牌識別維持較高識別率對車牌大小有一定的限制，要求車牌的寬 度佔視場寬度的l/8以上，但照圖2所示的情況，車牌寬度佔視場的比例約為l /8.4，計算公式如下
標準車道N為3500mm，視場重疊覆蓋區M為500mm，標準車牌寬度A為440mm， 車道數為n，視場覆蓋區個數為m，車道兩側不檢測區域L為200mm，視場寬度 為D
D=(N*n+M*m-L*2)/n 公式(1)
車牌寬度/視場寬度二A/D二A^/(,n+]^m-L*2)公式(2) 當車道數為3時，車牌寬度/視場寬度=440*3/ (3500*3+500*2-200*2) =1
/8. 4
當車道數為4時，車牌寬度/視場寬度=440*4/ (3500*4+500*3-200*2) =1/8.6
由於車牌寬度佔視場的比例小於1/8，所以識別較低，如上計算此種趨勢 還會隨車道數的增加而增加。
綜上所述，方案l增加設備的投入量，方案2識別率較低，並且如圖l 和圖2所示，正常通過車道的車輛出現在視場重疊覆蓋區，使得這兩種方案 都會出現同一時間同一輛車識別兩次的情況，增加後端的篩選工作量。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種車牌識別系統，用於解決對交通流截面 所有通過的車輛進行車牌識別的問題。該方案不僅能識別完整車牌也能通過 對部分車牌進行識別來獲得完整車牌信息。
本實用新型提供一種車牌識別系統，其採用如下的技術方案所述系統 由近景攝像機，車牌識別視頻採集單元，車牌識別單元和總成處理單元組成， 其中多個車牌識別視頻採集單元與各自對應的近景攝像機通過普通視頻電纜相連， 一一對應的設置在交通流截面的每一個車道上，在所述的每一個車道 上形成車牌採集視場，並在相鄰車道間形成車牌採集重疊視場；多個車牌識 別單元， 一一對應的與所述的多個車牌識別視頻採集單元相連接，接收和處理所述對應車牌識別視頻採集單元採集的進入所述車牌採集視場和車牌採集 重疊視場的被識別車牌的部分車牌數據，生成部分車牌識別結果；總成處理 單元通過乙太網總線與所述多個車牌識別單元相連，根據對相鄰車道的兩個 車牌識別單元分別生成的部分車牌識別結果的處理，生成該被識別車牌的完 整的車牌數據，輸出完整車牌識別結果，總成處理單元通過乙太網總線接口 與工業控制計算機進行信息交互。
本實用新型的技術方案能夠對交通流截面上所有通過的車輛進行車牌識 別，對於同一車牌跨兩個視場的情況，靠部分車牌識別加以解決，採用這種 設計方案不會出現同一時間同一車牌完整的出現在兩個視場中，所以不會出 現同一時間同一車牌的多次識別問題。並且該方案只需要和車道數相同的攝像機數和車牌識別器數，節約了成本。此外，由於該方案能夠對部分車牌進 行識別，也可以應用於遮擋車牌的報警。


圖l為現有技術的一種系統布置方案圖； 圖2為現有技術的另一種系統布置方案圖3為本實用新型實施例1的系統布置方案圖4為本實用新型實施例1的車牌識別器功能框圖5為本實用新型實施例1的車牌識別判斷單元的功能框圖5a為本實用新型實施例l車牌識別器的硬體結構圖6為本實用新型實施例1的總成處理單元的功能框圖6a為本實用新型實施例l的總成處理單元的硬體結構圖7為本實用新型實施例1的補光控制設備硬體結構圖8為本實用新型實施例1的另一種系統布置方案圖9為本實用新型實施例2的車牌識別流程圖io為本實用新型一個實際應用的車牌圖片示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細說明如下
圖3為本實用新型在3車道情況下的實施例，在3個通行車道301的情況下， 採用3臺攝像機304來採集車牌信息，通過對攝像機的焦距和角度進行調整形 成3個視場302,相鄰的視場形成視場重複覆蓋區，共2個視場重複覆蓋區303。 3臺攝像機304和3個車牌識別器306相連接，3個車牌識別器306的識別結果通 過網絡接口發給總成處理單元307,並將處理後的識別結果傳輸給工業控制計 算機，該計算機接收、儲存和顯示完整的車牌識別結果。
當車牌處於非重疊視場區域時，與該視場對應的攝像機304，採集進入車 牌採集視場302的被識別車牌的完整車牌數據，對應的車牌識別器306接收並處理該完整車牌數據，並生成該被識別車牌的完整車牌識別結果，將該完整 車牌識別結果傳送給總成處理單元307;當車牌位於重疊視場區域時，相鄰車
道的兩個攝像機304，分別採集進入車牌採集重疊視場303的被識別車牌的部 分車牌數據，對應的車牌識別器306接收並處理對應車道的攝像機304採集的
部分車牌數據，並生成該被識別車牌的部分車牌識別結果，將部分車牌識別 結果傳送給總成處理單元307;總成處理單元307，對部分車牌識別結果進行
組合和多幀篩選，獲得被識別車牌的完整的車牌數據，輸出車牌識別結果。 相鄰車道的兩個攝像機304分別採集進入車牌採集重疊視場303的被識別
車牌的車牌數據可以分為兩種情況， 一種情況是相鄰車道的兩個攝像機304 分別採集到該被識別車牌的部分車牌數據；總成處理單元307將相鄰車道的兩 個攝像機304分別採集到的被識別車牌的部分車牌數據組合，生成該被識別車 牌的完整的車牌數據。
另一種情況是兩個攝像機304中的一個採集到該被識別車牌的部分車牌 數據，另一個採集到該被識別車牌的完整車牌數據；總成處理單元307將兩個 車牌識別視頻採集單元分別採集到被識別車牌的部分車牌和完整車牌數據進 行多幀篩選處理，生成該被識別車牌的完整的車牌數據。
圖4為本實施例的車牌識別器306的功能框圖。如圖4所示，車牌識別器306 包括採集單元401，用於對攝像機304獲取的模擬視頻進行採集，採集單元
可以利用視頻採集晶片來實現視頻的模/數轉換，並將形成的數字圖像引入到 DSP可操作的內存中。車牌識別判斷單元402，識別所採集的車牌信息並判斷
所識別的車牌信息是否滿足部分車牌特徵，部分車牌的特徵可以通過和完整 車牌的信息進行比較來判斷，判斷的條件包括車牌的高寬比例不同於完整 車牌，車牌上的字符數少於完整車牌的字符數等等；輸出單元403，將車牌識 別結果輸出給總成處理單元307，經過總成處理單元307的處理將最終的完整
車牌的識別結果顯示在計算機上。
如圖4所示，在實際的應用當中，車牌識別器306還可以包括設置單元404和視頻分車單元405。設置單元404用於對系統進行一些默認參數的設置，如 車牌大小、部分車牌的監測區域和方向、相鄰車牌識別器等。視頻分車單元 405，將採集的數字圖像序列，經過濾波、幀差、自求邊緣等處理，加上自定 位算法可實現車輛跟蹤，從車輛進入視場到離開視場為一輛車的檢測過程， 從實現分車。
圖5為本實施例的車牌識別判斷單元402的細化框圖。如圖5所示，車牌識 別判斷單元402包括車牌定位單元501，進行車牌定位，根據定位結果判斷 是否滿足部分車牌的特徵，此時可以根據車牌的高寬比來判斷是否為部分車 牌；車牌切割單元502，對定位後的車牌進行切割，根據切割結果判斷是否滿 足部分車牌的特徵，此時可以根據切割的字符數目來判斷是否為部分車牌； 車牌識別單元503，對切割後的車牌進行識別，根據識別結果判斷是否滿足部 分車牌的特徵，此時可以根據識別出的字符數目來判斷是否為部分車牌。
圖5a為本實施例車牌識別器的硬體結構圖。核心處理單元採用Ti C6000 系列的高性能處理器，保證視頻車牌識別大運算量的實現，FLASH用來存儲程 序和參數，SDRM作為內存，視頻採集晶片用於圖像採集，視頻輸出晶片用於 圖像送顯，網絡晶片用於送出識別結果和對外溝通，串口擴展晶片用於送出 識別結果和對外溝通，還擴展有I/0接口，預留其他開關量的接入和輸出。
總成處理單元307，接收車牌識別結果，如果滿足部分車牌特徵，則將部 分車牌的識別結果進行組合以獲得完整車牌的識別結果。部分車牌識別結果 包括部分車牌中每個字符的識別結果，每個字符在部分車牌中的位置，部 分車牌的位置，車牌顏色、車牌置信率，以及根據部分車牌的位置獲得的完 整車牌的位置，通過將部分車牌進行組對並根據上述部分車牌識別結果就能 獲得完整車牌的識別結果。在一較佳的實施方式中，該完整車牌識別結果中 還包括車牌是否被全部或部分遮擋的提示信息。當最後獲得完整車牌識別結 果的識別字符數少於正常車牌的字符數時，可以判斷該車牌被遮擋，此時該 完整車牌的識別結果中包括該車牌是否被全部或部分遮擋的提示信息，該信息可以通過報警的方式進行輸出。
圖6為本實施例的總成處理單元307的細化框圖。如圖6所示，總成處理單 元307包括組對單元601，根據部分車牌識別結果中的完整車牌的位置進行 部分車牌的組對，即如果兩個部分車牌識別結果的完整車牌的位置相同則屬 於匹配的部分車牌，然後將匹配的部分車牌組合成完整車牌；多幀投票單元 602，獲得所述完整車牌的多幀識別結果，將所述多幀識別結果進行投票以獲 得完整車牌的識別結果。圖6a為本實施例的總成處理單元307的硬體結構圖， 核心處理單元採用A歴微處理器，其他還包括FLAH， SDRM，網絡接口，串口擴 展晶片等。
如圖3所示，為了使該系統在光線較暗時也能正常工作，該系統還可以包 括連接攝像機304和車牌識別器306的補光部分305，用於在晚上和光線較暗的 情況下補光。該補光部分可以根據採集圖像中計算的特徵值控制補光的強度， 通過獲得視頻的場同步信號，將LED補光燈控制在攝像機採集時刻變亮，之後 變暗，形成和視頻同步閃爍的補光。圖7為本實施例補光控制設備的硬體結構 圖，處理單元採用A服微處理器，通過串口可以和車牌識別器通訊，可以採集 視頻圖像的場同步信號和光強信號，可以控制攝像機的快門和LED補光管矩陣 的開關。
為了提高本實施例的車牌識別率，還可以通過調整攝像機的焦距和角度， 使每一個視場重疊覆蓋區的大小相當於標準車牌上一個字符的大小。本實施 例的車牌寬度佔視場的比例計算方法如下每個標準車道N為3500mm，視場重 疊覆蓋區M為45rara，標準車牌寬度A為440腿，車道數為n，視場覆蓋區個數為m， 車道兩側不檢測區域L為200mm，視場寬度為D
車牌寬度/視場寬度二A/D二A化/(,n+M^-bK2)公式(2) 當車道數為3時，車牌寬度/視場寬度=440*3/ (3500*3+45*2-200*2) =1/
7. 7
當車道數為4時，車牌寬度/視場寬度=440*4/ (3500*4+45*3-200*2) 二1/7.8
經過計算得到本實施例的車牌寬度佔視場的比例為1/7. 7，比較符合視頻 識別的要求，所以能過保證較高的車牌識別率。
圖8為本實施例的另一種系統布置方案圖。此時，總成處理單元不再作為 一個單獨的設備和計算機以及車牌識別器連接，它可以位於計算機中，或者 位於車牌識別器中。當總成處理單元位於計算機中，此時車牌識別器直接與 計算機連接，並將識別的車牌信息發給計算機，由計算機的總成處理單元將 部分車牌識別結果組合成完整車牌識別結果，並顯示在計算機上。總成處理 單元也可以位於車牌識別器中，此時車牌識別器不僅能夠對車牌信息進行識 別同時也能對部分車牌的信息進行組合以及多幀投票以獲取完整車牌信息。
本實用新型的技術方案能夠對交通流截面上所有通過的車輛進行車牌識 別，視場重疊覆蓋區設置為約一個車牌字符大小，保證車牌寬度佔視場寬度 保持較大比例，有效保證較高的車牌識別率，同時不會出現同一時間同一輛 車識別兩次的情況。可有效地應用於超速系統、闖紅燈系統、卡口監控系統、 路徑識別系統等對整個交通流截面上全部通過車輛進行車牌識別的系統中。
以上具體實施方式
僅用於說明本實用新型，而非用於限定本實用新型。
權利要求1.一種車牌識別系統，其特徵在於，所述的系統包括攝像機，車牌識別視頻採集單元，車牌識別單元和總成處理單元。攝像機，分別設置在每一個車道上，採集交通視頻；多個車牌識別視頻採集單元，一一對應的設置在交通流截面的每一個車道上與所述攝像機通過視頻線相接，在所述的每一個車道上形成車牌採集視場，並在相鄰車道間形成車牌採集重疊視場；多個車牌識別單元，一一對應的與所述的多個車牌識別視頻採集單元相連接，分別接收和處理對應車牌識別視頻採集單元採集的進入所述車牌採集視場和所述車牌採集重疊視場的被識別車牌的部分車牌數據，生成部分車牌識別結果；總成處理單元，根據對相鄰車道的兩個車牌識別單元分別生成的部分車牌識別結果的處理，生成該被識別車牌的完整車牌數據，輸出完整車牌識別結果。
2. 根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述的車牌採集重疊視場約 為被識別車牌中的一個字符的大小。
3. 根據權利要求l所述的系統，其特徵在於，所述的部分車牌識別結果包 括車牌字符識別結果、車牌字符的位置、部分車牌的位置、車牌顏色、車 牌置信率以及完整車牌的位置。
4. 根據權利要求l所述的系統，其特徵在於，所述的車牌識別視頻採集單元，採集進入所述的車牌採集視場的被識別 車牌的完整車牌數據，對應的車牌識別單元接收並處理該完整車牌數據，並 生成該被識別車牌的完整車牌識別結果，將該完整車牌識別結果傳送給所述 總成處理單元；或相鄰車道的兩個車牌識別視頻採集單元，分別採集進入所述的車牌採集 重疊視場的被識別車牌的部分車牌數據，對應的車牌識別單元接收並處理對應車道的車牌識別視頻採集單元採集的部分車牌數據，並生成該被識別車牌 的部分車牌識別結果，將部分車牌識別結果傳送給所述總成處理單元；所述總成處理單元，對部分車牌識別結果進行組合和多幀篩選，獲得被 識別車牌的完整的車牌數據，輸出車牌識別結果。
5.根據權利要求3所述的系統，其特徵在於，所述的完整車牌識別結果還 包括車牌是否被全部或部分遮擋的提示信息。
專利摘要本實用新型提供一種車牌識別系統。該系統包括多個車牌識別視頻採集單元，一一對應的設置在交通流截面的每一個車道上與布置在每一個車道上的近景攝像機相連；多個車牌識別單元，一一對應的與所述的多個車牌識別視頻採集單元通過視頻電纜連接，每個車牌識別單元能對部分車牌進行識別；一個總成處理單元與多個車牌識別單元通過乙太網總線連接，同時與工業控制計算機通過乙太網總線連接。本實用新型的技術方案能夠對交通流截面上所有通過的車輛進行車牌識別，視場重疊覆蓋區設置為約一個車牌字符大小，保證車牌寬度佔視場寬度保持較大比例，有效保證較高的車牌識別率，同時不會出現同一時間同一輛車識別兩次的情況。
文檔編號G08G1/017GK201145955SQ20072017378
公開日2008年11月5日 申請日期2007年10月24日 優先權日2007年10月24日
發明者房顏明, 鄧永強 申請人:北京萬集科技有限責任公司