车辆车牌自动识别系统与现代智能停车管理
2012-06-24 21:37:24   来源： 作者:张少湧   作者:    评论：0

　　概述

　　国家经济建设的不断发展和综合实力的不断提高，为汽车工业奠定了高速发展的基础，而人们生活水平的提高使汽车走进千家万户成为现实，人们已经走进一个汽车时代。汽车给人们的出行带来方便的同时也造成了城市的拥堵和对环境的污染和破坏，同时也催生了解决这些问题的车辆管理技术的蓬勃发展，如车辆实时监控、城市停车管理、ETC（Electronic Toll Collection）电子收费系统、AEI（Automatic Equipment Identification）自动设备识别系统等等。

　　目前，城市智能停车管理系统已广泛应用于住宅小区、市政公共停车场、政府部门、企业、医院、学校等单位的车辆出入管理和收费管理，在用户的使用过程中，考虑到建设方对成本的考虑和功能要求，系统多采用司机刷卡和图像对比的方式完成车辆出入的身份识别和视频监控，即通过值班人员在出口人工对出入停车场的车辆的图像进行比对，以决定是否放行；但是，这种方式并不能自动确定所刷卡的卡号与驶出的车辆是否一致，尤其对于仅仅靠刷卡进出的无人值守的内部停车场，这种方式很难保证停车车辆的安全；对于重要的企业和政府部门，进出车辆的卡、车一致性要求更高。

　　车辆车牌自动识别系统是以动态目标自动视频检测、图像处理、模糊识别等技术为基础的自动设备识别系统，广泛应用于高速公路车辆实时监控、城市停车管理、ETC（Electronic Toll Collection）电子收费系统等领域，为交通管理、行政执法、杜绝收费漏洞、防止车辆盗抢、提高车辆管理效率提供了有力的技术支持。

　　车辆车牌自动识别系统利用车辆都具有唯一且不同的车牌号码这一特点，在不影响车辆行驶状态的情况下，通过摄像机拍摄的图像，从一组视频序列或一幅图像中自动提取车牌图像，进行字符分割、字符识别，从而达到车牌识别的目的。

　　在停车管理系统中的应用分析

　　1、 智能ID/IC卡内部车辆管理+车牌自动识别系统

　　内部车辆管理多采用近距离ID/IC卡或中距离ID卡进行车辆识别，这种方式由于通过司机将ID/IC卡直接靠近入口控制机的读卡区读卡，从而能够达到100%有效读卡并对持卡人身份进行识别的目的，但是这种方式只是识别持卡人的身份，虽然通过这种识别方式可以作为车辆出入停车场的依据，但是这种依据是有漏洞的，亦即并没有做到车卡匹配。对于普通的停车场，仅靠ID/IC卡读卡是否有效来管理停车场车辆的出入并不能保证车辆的安全，况且，很多内部车辆管理系统是无人值守的，无法通过常规的图像对比来监控车辆；同样，对于某些重要的政府部门，车辆出入管理的一个重要目的是防止未授权车辆的擅自闯入，这是警卫工作的一项重要任务，这种情况下主要是靠警卫人员人工识别车牌的方式来甄别车辆，ID/IC卡只能起到辅助识别作用。

　　以上是具有车辆车牌自动识别功能的ID/IC卡内部车辆管理系统车辆出入流程图。

　　在以传统智能ID/IC卡为主的内部车辆管理系统中，配备先进的车辆车牌自动识别系统，则可以避免以上车辆管理出现的问题，堵塞车辆管理的安全漏洞，极大地减轻警卫人员的工作负担，用现代最新视频分析技术提高车辆管理的安全性和警卫工作的自动化水平，是社会的需求与现代科技发展的必然结果。

　　2、 临时卡/纸票临时车辆收费管理+车牌自动识别系统

　　临时车辆收费管理以车辆识别方式来分类目前主要采用的有两种方式：临时ID卡型与临时纸票型。应用上可以根据用户需求和车流量的不同决定采用那种方式，对于车流量较少（日车流量500辆以下），环境较潮湿的场合，适合使用临时ID卡型；对于车流量较大（日车流量500辆以上），环境湿度正常，或者需要在临时纸票上签注的场合（如大卖场购物免费停车、餐饮娱乐场所免费停车等），则适用纸票型临时停车管理。

　　不管采用何种临时收费管理方式，在对临时车辆进行管理时可能存在以下问题：

　　1、 入场车辆与出场车辆车型不一致，造成车辆丢失。人工图像对比容易造成疏忽和误判。

　　2、 在临时卡或临时纸票丢失时，无法判断进场时间，而通过电脑查询入场图像费时费力，而且一般工作人员无法胜任这种查询工作。

　　3、 常规收费管理系统可能存在的管理和收费的漏洞，使收费人员容易做手脚，造成车辆收费的流失。

　　采用车辆车牌自动识别系统，通过车牌的自动识别和处理，能够自动比对进出场车辆的车牌，确保停车场的停车安全，并可在临时卡或临时纸票丢失时，自动确定车辆的停车时间，而且，以车辆车牌识别结果作为车辆收费的依据之一，提高了财务审核的准确性，克服了对收费人员的管理漏洞。

　　以下是具有车辆车牌自动识别功能的临时车辆收费管理系统车辆出入流程图。

　　3、 车牌自动识别与保税物流港区电子卡口系统

　　保税物流港区出入车辆一般为集装箱货柜卡车，完成的功能是车辆的登记和检查。保税物流中心车辆出入中心时均需对车辆进行识别登记。采用最新的车牌自动识别技术实现对出入中心的车辆进行识别登记，当车辆通过车道时，摄像机自动抓拍车辆的车牌图像，并经过车牌识别系统软件处理提取出车辆的车牌信息。由获取的车牌信息可实现对通过车辆作出是否放行以及自动登记的处理。

　　由此可见，利用车牌自动识别技术可实现不停车、无接触远距离对通过车辆进行自动识别登记，并为每一个注册车辆建立出入信息档案的功能。

　　保税物流港区车牌自动识别子系统的业务需求为：

　　（1）自动识别保税物流港区监管车辆的车牌号码；

　　（2）与集装箱码头后台业务信息管理系统联网，经二次开发后从业务信息管理系统数据库中自动检索该车辆是否经保税物流中心注册登记，判别承运集装箱货物的车辆合法性，核销进出中心的车辆信息。

　　系统由以下几部分组成：

　　自动车牌识别系统

　　在车辆行进中，可瞬间通过路旁摄像机等监控设备将车辆的车牌图像采集到计算机中，计算机根据提取到的车牌信息与数据库信息比对，检查是否是合法车辆，是否是黑名单中车辆，经过一系列数据处理对比后，向通道车辆出入控制子系统提供控制命令。

　　车辆出入控制系统

　　接收计算机控制系统发出的控制命令，控制道闸自动开启和关闭，实现自动放行操作。计算机控制子系统

　　接收各种检测信号，包括线圈检测、自动识别等数据图像信息，与服务器进行数据交换。接收服务器发出的控制命令，并控制通道车辆出入控制子系统操作。

　　系统网络结构

　　车辆智能电子卡口管理系统是以后台管理系统和前端控制系统通过传输设备组成的计算机网络,网络通讯协议采用TCP/IP协议。而前端控制系统内的通道识别系统则采用10/100M以太网组成的一个小的局域网系统，进行识别和外设控制。系统网络结构如图所示。

　　4、 RFID远距离车辆识别系统+车牌自动识别系统

　　射频识别（RFID）作为快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术，作为传统的车辆管理办法的升级和补充，满足了生活节奏不断加快对当今车辆管理提出的要求。

　　RFID系统是利用感应、无线电波或微波能量进行非接触双向通信，实现信息获取和数据交换的自动识别技术。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预。

　　射频标签安装在车辆的挡风玻璃或集装箱车（金属标签）的车身上，在车辆通道或停车场出入口安装RFID读写器。在正常工作时，当车辆通过读写器时，读写器会发出提示音，标明自动识别成功，读写器将读取的信息通过串口传输到出入口控制机的MCU微处理器内，实现车辆信息的采集，车辆缴费，并通过控制道闸等设备完成通道控制。

　　RFID技术应用于车辆出入管理系统主要有以下特点：识别距离不小于6米，在1-10米之间可调；能够可靠地识别静态或高速移动目标；可以同时识别多张不同号码的射频卡；信号穿透力和绕射力强；信息的安全性和保密性高；集成度高、兼容性好、通信简单快捷；性价比高，便于安装和维护。

　　目前，越来越多的车辆管理系统采用远距离RFID的方式实现车辆信息的识读，对于内部固定车辆的管理，由于不需要停车就可以实现车辆的出入控制，使其大受使用者的欢迎。许多城市的大桥或隧道均采用了ETC不停车车辆收费系统，就已经采用RFID技术实现对缴年费车辆的自动不停车通行，由于此类城市中所有车辆都安装了车辆电子标签，某些停车场就利用这些已有的电子标签来进行车辆的出入和收费管理，以实现城市车辆管理的资源共享，其方式归纳为：

　　一、通过手持式RFID读卡器将车辆原有的电子标签信息读取下来，录入本停车场的收费管理电脑系统中，代替普通的ID/IC卡，实现内部车辆的管理。

　　二、对于临时停车车辆，系统则利用车辆通道上方的RFID读写器自动读取入场车辆的电子标签信息，作为车辆的入场记录储存记录在收费管理电脑系统中；车辆出场时，系统的RFID读写器自动读取出场车辆的电子标签信息，并与该车辆的入场信息进行比对，以确定该临时车辆在停车场的停车时间和应缴费金额，代替传统的取临时卡或临时票的方式完成临时车辆的收费管理。

　　但是，以上远距离RFID技术在停车管理系统中的应用由于存在以下问题，使其无法达到预期的效果。

　　一、现代的RFID射频识别技术虽然已经发展的很成熟，但由于射频信号固有的特性，使得RFID读写器与车辆电子标签之间的双向通信由于金属屏蔽、雨水、电磁干扰（如附近的手机基站干扰、车上电子设备的干扰）、车辆行驶速度等外在环境条件的影响而受到干扰，从而使电子标签信息的读写效果大打折扣，造成无法读取或误读某些车辆的电子标签信息，使停车管理系统无法正常完成车辆的识别和控制。

　　二、某些外地车辆由于没有安装本城市的车辆电子标签，这些车辆在进入停车场时车 辆管理系统无法对这类车辆实施正常的自动车辆识别和管理，仍需要人工干预，从而限制了远距离RFID技术在停车管理系统中的应用范围。

　　采用车辆车牌自动识别系统，能够较好地弥补采用远距离RFID技术的停车管理系统存在的车辆识别方面的漏洞和不足，对于没有安装电子标签的外地车辆，将车辆的车牌做为车辆标识，通过车辆车牌自动识别系统，提取出入停车场的车辆的车牌作为出入场记录，并作为停车收费依据，随着车牌自动识别技术的日益成熟，可以完全取代传统的取临时卡或临时票的方式完成临时车辆的收费管理。

　　没有统一安装车辆电子标签的城市建设停车管理系统，对于内部固定车辆用RFID射频识别技术与车牌自动识别相结合的方式完成车辆的身份识别；而对于临时车辆，则通过车辆车牌自动识别的方式实现临时车辆的收费管理。

　　可以说，RFID远距离车辆识别系统+车牌自动识别系统，这一射频识别与视频识别相结合的自动识别系统成功应用于城市车辆管理，取代传统的内部固定车辆与临时车辆收费管理系统，将成为现代智能车辆管理系统的最新发展趋势，从而得到广泛的应用。
 

        作者单位：厦门立林智能网络有限公司