车辆智能识别收费管理系统
技
术
方
案
第一章前言
随着科技经济的不断发展，汽车开始普及普通的家庭，大量的汽车为停车场的管理带来了新的问题。传统的停车场管理主要通过给进入车场的车辆分发IC卡，记录车辆进出时间，作为计费的主要依据。不管是固定车辆还是临时车辆，进出停车场都必须在出入口停车刷卡后，才能进出停车场。在车辆出入繁忙的时段，这种管理方式往往造成塞车的现象，耽误车主宝贵的时间。
针对以上问题，我公司结合多年的行业经验，以完全智能化为理念，研发出出入口车辆智能识别管理系统。该系统是基于自行研发的车牌自动识别算法和车辆特征识别技术，完全取代传统的出入场车辆取卡的一种新型无障碍停车场管理系统。通过嵌入式识别+后端软件识别，再结合车辆特征识别技术，综合识别率可达99%以上，有效地解决车辆进出时必须停车刷卡而造成的停车场进出口塞车现象。
车牌识别智能停车场管理系统安装便捷，升级快捷。
我们的宗旨是让车场智能、高效、安全的管理，让车主高端、大气、快捷的享受。
第二章车牌识别技术
车牌识别技术（License Plate Recognition，LPR）以计算机技术、图像处理技术、模糊识别技术为一体建立车辆的特征模型，识别车辆特征，如号牌、车型、颜色等。它是一个以特定目标为对象的专用计算机视觉系统，能从一幅图像中自动提取车牌图像，自动分割字符，进而对字符进行识别，它运用先进的图像处理、模式识别和人工智能神经网络算法，对采集到的图像信息进行处理，能够实时准确地自动识别出车牌的数字、字母及汉字字符，并直接给出识别结果，使得车辆的电脑化监控和管理成为现实。
识别核心汲取了国外及目前车牌识别算法的精华，并在此在基础上作了优化和改进，使得定位及识别的速度及准确性得到了很大的提升，特别是对光照的要求，因为过多地依赖环境无疑对安装及推广应用形成了障碍。由于安装位置的不固定性，车牌的反光，逆光，背光等因素将直接影响车牌的识别，改进过的算法对以上车牌的识别得到了很大提升。
DLL的集成识别模块形式和绿色免安装为客户集成带来了许多的便利，在线的及时学习及即时加入技术可以识别新的车牌汉字及即时提升识别的准确率。
第三章车牌识别停车场管理系统建设
3.1 车牌识别停车场系统流程
说明：
3.1.1车辆进入：
1、车辆驶入车牌摄像机抓拍区域，触发地感线圈。
2、高清车牌识别一体机自动抓拍车辆的的图像并识别出车牌识号，然后存储
车牌及图片信息，如果软件中已经有该车牌号这通过该车牌号调出相应的
信息
3、显示屏显示该车的相关信息（接口处可能没有显示屏），欢迎光临等提示
语。
4、语音播放识别出来的车牌，欢迎光临等提示语。
5、如果非满位或该车属固定车辆情况，闸机放行，同时记下车辆进入时间。
车辆越过进口，驶入停车场内，车位显示屏刷新车位。
整个过程自动完成，无须工作人员干预。车辆一直处于行驶状态，无需暂停。
3.1.2车辆离开：
1、车辆驶入车牌摄像机抓拍区域，触发地感线圈。
2、高清车牌识别一体机自动抓拍车辆的的图像并识别出车牌识号，然后通过检索数
据库得出车辆信息，通过计算停放时间，得出相应的支付金额数；
3、如果车牌全匹配,直接关联入场照片,如果未完全匹配系统会计算相似度,给出相
似度由高到低排列的入场图片供选择；
4、显示屏显示该车车牌，收费金额，祝您一路顺风等提示
5、语音播放识别出来的车牌，祝您一路顺风等提示语。
6、如果该车属固定车辆情况，闸机自动起竿放行。电脑调出该车入场时的抓拍图像，
入场时间等。如果是临时停车，则车辆须暂停交费方能离开，这点和IC卡方案
相同。如果车辆被列入黑名单，不管是临时还是固定车辆，闸机不会打开，同时
系统都会发出报警信号，通知工作人员注意。
7、车辆越过进出口，驶入离开停车场，系统记下车辆离开时间，车位显示屏刷新车
位。
3.2车牌识别系统适用性解决方案
（一）、无牌车解决方案
1、通过软件部分的模糊匹配，在场内搜索出所有无牌车，操作员手打工比对照片
2、入口设置无牌车不开闸，利用桌面发卡器对无牌车入场发卡，出场收卡，计算停
车费用
3、利用车辆特征的比对，匹配出相应的车辆，通过权重计算，排序。
(二)、喇叭口解决方案
车辆可能从斜角进入车道，一台摄像机是不可能将2个斜角的来车车牌都拍正。那我们通过对角架设两台相机，在软件里面设置辅助相机，通过算法的融合得到需要的结果。
（三）、混合进出解决方案
有些停车场进出口道路很窄，不适合分进出车道，属于混合的车道。如果不做处
理，车辆在进入车场的时候触发相机会抓拍，进入后在出口摄像机位置也会抓拍，就会形成干扰。我们系统可以通过区分车辆的行驶方向来判定车辆是进小区，还是出小区，从而来判断是否有效解决混合进出问题。
（四）、场中场的解决方案
某些大型停车场，场内有几个车场，这些车场可能是包含关系，也有可能是并列关系（某些车量能进一号车场，某些车辆只能进2号车场），我们可以通过软件的设置来解决。
（五）、车中车解决方案
某些停车场用户有这样的要求，例如他有两辆车A、B，他交了一个月的停车费，A 车只来半个月，B车来半个月。软件提供设置选项，设置之后，车辆A/B可以进来一辆，后进来一辆算临时用户。
（六）、中央收费及商户解决方案
在一些商业性的停车场，有许多的商户会有替顾客买单停车费的现象，我们的软件有一个商户客户端，商户只要确认是自己的客户，在自己的客户端上面输入车牌号，这个车牌号就会在预先设置的方式，有一个多长时间的免费通行，到达出口自动开闸放行；
中央收费是指客户出场需要在中央收费处去缴费，然后得到一个出口通行出场的权利，此项功能在这个客户都能够完成。
（七）地下车库脱机管理解决方案
某些车场会有地下车库，这些车库可能有好几个，而且有的之间是独立的，能进入A地下车库的用户不能进入B地下车库，反之也是一样的，那么我们的软件在注册用户的时候，可以选择用户能够通行的车库对应的摄像机，车辆就只能从此摄像机通行，而且用户的白名单也是会同步到对应的摄像机，摄像机可以脱机运行。
3.3 车牌识别停车场系统特点
固定车辆全自动化管理，临时车辆半自动化管理，减少车辆通行时间，为车主争取时间，智能化管理。
a)免去读卡器安装、维护带来的麻烦。
b)车主无须担心用IC卡掉失造成的麻烦。
c)独特滚动式LED中文电子显示屏提示，使车主和管理者一目了然。
d)减少工作人员，效率高。
e)省去IC卡的费用，同时无须担心IC卡不足的问题。
f)与警方报警系统联动运行，有效打击违法车辆，协助社会治安管理。
g)有防抬杆、全卸荷、光电控制、带准确平衡系统的高品质挡车道闸。
h)可靠性和适应性的数字式车辆检测系统。
i)立即现金查账功能。
j)杜绝管理人员作弊，造成资金流失。
k)杜绝人情车，逃费现象发生。
l)砸车装置可保证无论是进场车辆或发生倒车的车辆，只要在闸杆下停留，闸杆就不会落下。
3.4车牌识别停车场系统功能
1)可辨别车牌上所有的文字，包括汉字、字母和数字；
2)可处理单行字符或双行字符；
3)可识别中华人民共和国车牌，如粤A12567、闽B12456等；
4)在系统数据库中可存储图像、车牌号码、入出时间等数据，每一条记录都和一张本
车图像对应；
5)系统可万能查询、统计或打印所有的车辆数据报表；
6)进停车场时，自动给所有车辆添加车牌号信息。不需要人工输入，高效自动；
7)出停车场时，自动抓拍，并比较车牌号。实现真正意义上的“自动车牌识别”功能。
车牌号不一致，则提示管理人员。不但增加了安全性，而且提高了效率；
8)在数据库中，自动增加了很重要的一项数据，就是车牌号码。在查询、交通、检查
等应用中有重要的意义。如在道路收费中可统计车型、来自的区域、查询非法车等
（以前虽可人工输入，但车辆多时，较难实现）；
9)在票据丢失的情况下仍可确定停车时间长短，这对停车时间长以及停车费用高的场
所较重要；
10)提高了驶入和驶出的放行速度，改善了服务质量；
11)对于公司内部的停车场或安全区域，自动快速的完成入场检查；
12)对于某些车主（如朋友、副总等）不需要凭证即可实现自动出入；
13)对于特殊牌照（如军牌、警牌、大使馆牌等）可以特殊处理
14)可以设置月租车辆，实现自动进入、自动放行
15)可以提供各种形式的收费方式，并留有特殊功能，用户自行设定
16)防砸车功能（误操作发出落杆命令也不会砸车）
3.5 车牌识别停车场系统配置
3.5.1高清车牌识别摄像机
本公司采用自主研发的硬识别+软识别相的两种完全不同的算法，结合车辆特征的识别确保识别率在99%以上。
相关参数
1) 实时从摄像机采集图像数据。
2) 识别车牌，白天识别率可以到99%以上，晚上识别率可以到98%以上；
3) 识别整幅图片大概在100ms左右。
4) 24小时连续工作。
5）支持车牌：普通蓝牌、普通黄牌(单层)、双层黄牌、普通黑牌、警车白牌、大使馆车牌、武警白牌、军牌、农用车牌等各种规格汽车号牌；
3.5.2 摄像机立柱
相关参数
1) 主要材质：不锈钢
2) 立柱高度：1750mm
3.5.3 智能道闸
1、防砸车系统，只要闸杆下有车，重复发出落闸指令也不会落下，你还担心闸杆砸车吗。
2、过热、过载、延时保护系统，电动机远无烧毁可能。
3、霍尔定位系统，非接触，远离磨擦，对环境无任何要求。
4、提供标准RS232/485通信接口，可直接连接收费管理电脑COM口，直接控制抬闸、落
闸。
5、当闸机出现故障可通过电脑查测故障位置，方便维护。
6、防雷电击保护。
7、提供控制红绿灯接口，可直接控制红绿灯。
可连接遥控器，远程手动控制。
3.5.4数字式车检器
全天候性能设计，排除外界环境对系统影响感应量灵活调节，确保客户对不同车辆的判别要求快速反应设计，适应大车流量的运行系统。
3.5.5 LED中文电子显示屏
中文LED显示，安装在出入口控制机的正面，智能卡读写器的上方，以汉字形式显示停车时间、收费金额、卡上余额、卡的有效期等等，若系统不予入场或出场，则显示相关原因，明了直观。在空闲时显示时间日期、欢迎用语、或其他系统相关提示信息。
特点：
采用露天超高亮LED发光管，白天显示更明了；
采用超在规模集成电路和高性能单片机，系统稳定，升级方便；
全中文滚动显示，内容丰富；
防雨式设计，确保全天候可靠运行；
模式选择更加多样，单行、多行可供选择；
安装便捷，支撑式、悬挂式、抱柱式等方式多样；
第四章车牌识别停车场软件总体实现
4.1系统运行环境
硬件环境
电脑配置为：CPU：Intel（R）Core（TM）2 Duo E7400 @2.80GHz 2.79GHz，2G内存，集成显卡。在这种电脑的配置条件下，建议最多连接20台摄像机。此时CPU的占用率在58%-89%范围之内。
软件环境
1、支持系统：XP、WIN7等WINDOWS操作系统
2、数据库：MariaDB10
4.2车牌识别停车场软件整体架构
4.3 车牌识别停车场软件概要说明
软件初步设计分为五大部分组成分别是：
a)卡片管理
管理我们的虚拟卡片，为用户的一个身份证明，凭此可以调出在停车场的进出停车的相关信息，可以注册、充值、注销用户信息。点击添加会有卡片发行的界面，完善客户信息，包括姓名、车牌、车辆颜色、用户类型、账户金额等相关信息，无牌车可以通过桌面刷卡器进行短期的控制，根据需要进行修改的操作；支持一卡多车牌模式，一户多辆车，可有临时车辆，月租车辆。
b)车场管理
配置车场管理信息，有停车场设置、收费用户类型、出入口设置3个管理界面，提供大小停车场可供选择，对于停车场分标准地面停车场，车场内的地下停车场（场中场），地下停车场默认为无人值守模式；
c)人员管理
人员信息管理，分别有部门信息、用户管理，可对相关人员的信息及权限进行设置；
d)报表查询
此界面有收费统计报表、发行卡片、充值金额报表、收费记录报表、场内车辆记录表、开闸记录表、操作日志记录的相关操作
可以对统计的日报表、月报表、年报表进行相关的导出、打印，软件有区别于其他软件增加了财务查询的权限，财务有独立的账号，可以对报表模块有全部的权限；
e)系统管理
摄像机管理师对摄像机进行配置，系统参数是对图片存储位置、备份时间及路劲，报表的抬头进行设置；
f ) 系统状态
显示加密狗、服务器、读卡器、摄像机、显示屏的连接状态。
4.4 停车场软件操作部分
软件的核心操作部分：
1)、通过设备传入的数据来确定车辆的基本情况，区分是否为临时车；
2）、提供停车场内车辆的情况、实时的车位情况；
3）、通过软件操控将消息发送给硬件设备从而控制出场时杆的升降
软件操作步骤是：
1）、通过系统管理员将系统中所需的信息配置
2）、维护车辆的基本信息
3）、数据指定时间进行自动维护更新
4）、实时查看停车场的情况
5）、车辆进场，开始计时
6）、车辆出场，自动计算所停时间
7）、根据时间汇总结果，最后通过系统设置中设置的结算方式，优惠方式进行收费结算
8）、打印相应小票或发票
9）、查询相关信息
第五章施工安装及调试
5.1 布线
要暗埋在混凝土安全岛的穿线管使用PVC电线管，不仅不会腐蚀，而且壁滑方便穿线。按照布线图及设备安装位置图，以如下步骤布放穿线管：
1、先布置要暗埋在安全岛中的各穿线管。按照设备的安装位置确定各穿线管的起点和终点，各管的起点和终点均要用弹簧弯管器折成90°的弯头，弯头部分在设备安装位置的中心集中捆扎起来，并朝上引出。引出端要高出地面2m,管口要临时封堵，防止浇注混凝土时杂物掉入。
2、在安全岛范围内布管时，要合理布置管的走向，严禁将管布置在固定设备时打膨胀螺丝孔的位置。
5.2制作混凝土安全岛
停车场系统的安全岛不仅可以承载设备工作时的应力，而且可以保护设备和线路，同时规范车辆进出的车道，使工程外观更专业。因此安全岛的制作会直接影响系统的性能。详情请参见安全岛制作说明，制作安全岛按以下步骤进行：
按图纸规划安全岛的形状线条。
如果在松软的泥土上建安全岛，需将地面挖深50公分，并用混凝土浇注，如果在混凝土或很厚的石头地面建安全岛，需制作间隔10公分密度的钢筋网，且钢筋网要深入地面。
用木板沿安全岛形状线条围起一个20公分的框架。
用水泥、石子、沙子比例为1:1:1的混凝土浇注用木板沿围起的安全岛框架，浇注完后找出水平面。至少一个星期后，等待混凝土完全凝固干燥后，用高标号水泥抹平安全岛表面。
在安全岛侧面刷黄黑30公分相间的路标漆，等干燥后，安全岛就制作完成。
5.3 穿线
线路是电器工程的基础，线路布放、连接的质量好坏直接影响系统的正常工作，以及影响
设备的使用寿命，控制布线的质量是电气工程的重要工作。我公司按照以下步骤穿管：
1、选择合格的、经过检测的、参数符合国家相关标准的电线电缆。
2、按照图纸在每根线管中穿标定的线，穿线过程中不要刮伤管壁或管中的其他电线。
3、在布线过程中不要带有街头的线。
4、穿好的线要再次检测导通电阻，如果有问题，要及时换线。测试好的线要求用号码管标记线号。
5、穿好所有线后，所有出线点的线要用扎线带扎好，连线带管用塑料袋包好，以免雨水进入线管。
5.4车牌识别系统设备位置的确认
为得到高质量的车辆图像和最佳识别效果，对“高清车牌识别摄像机”安装位置有一定要求，具体安装位置请参考以下内容：
1、道路隔离要求：保证从摄像机向前的路深的机动车道被严格隔离（即严格隔离机动车道和非机动车道，保证车道的专用性），这样即保证不让行人和非机动车等遮挡摄像机抓拍的车牌，影响车牌识别结果。也保证了车辆的行驶的轨迹，在行驶到地感线圈时，车牌识别摄像机识别的有效性（角度不会太偏）。
2、若有水泥岛，摄像机距离地面要求1.6米高，若是直接安装到地面应该配1.6米高的安装立杆，或配1.4米高的安装立杆安装到20CM高的水泥岛上。
3、系统识别区域附近安装减速带，减速带安装在系统识别区域前80厘米处，宽度以横跨车道宽度为宜。限速在5公里/小时（按照规定园区内部车速不得超过5公里/小时）。减速带可实现车辆入场时通行速度的限制，又可避免车流量大时车辆拥堵问题的解决。
4、保证“立体车牌识别摄像机”不会被通行车辆刮碰。详见下图所示
5、岗亭安装位置要求：如果在隔离岛上安装岗亭，出口的触发地感线圈中轴线（识别区域）距离在收费员（收费窗口）中轴线1.2米，以避免跟车现象。
6、出口处车辆出场时需要进行收费，而采用一条减速带会导致后车紧随的现象产生（前车挡
住后车的车牌造成无法识别），使用两条减速带起到了隔离两辆车的间距。
（1）确定岗厅的位置
对于没有临时车辆的停车场岗厅的位置视场地而定，或者根本就不设岗厅；
对于有临时车辆的停车场岗厅一般安放在出口，以方便收费。出口的触发地感线圈（识别区域）需安装在收费员（收费窗口）的正下方前1.2米的路中间，以避免跟车现象。
岗厅内由于要放收费电脑主机及其它一些设备，同时又是值班人员的工作场所，所以对岗厅面积有一定要求，最好不小于4平方米。
（2）确定一体化道闸摆放位置
确定一体化道闸摆放位置时首先要确保车道的宽度，以便车辆出入顺畅，车道宽度一般不大于4.米。
确定了一体化道闸的摆放位置，同时也就确定了“立体高清车牌识别摄像机”的摆放位置（一体化道闸立杆上可以架设摄像机）。
对于地下停车场，一体化道闸应摆放在水平的地面，否则会使设备安装不稳和倾斜，影响识别效果和美观性。一体化道闸上方若有阻挡物则需选用折杆式道闸，阻挡物高度1-1.2米即为折杆点位置。
一体化道闸（及立体高清车牌识别摄像机）的摆放位置直接关系到用户使用是否方便的