汉迈车牌识别方案书.doc

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上海汉迈科技有限公司

上海汉迈科技车牌识别系统
Shanghai Himi License Plate Recognition System

技术方案设计书

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上海汉迈科技车牌识别系统
Shanghai Himi License Plate Recognition System

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上海汉迈科技有限公司
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E-Mail：himitech@

目 录

一、系统介绍……......…...……………………………………………..………………………. 2
二、车牌识别系统功能……………………..…………………………..………………….……2
三、系统中心功能模块.....……………………………………………..………………………. 6
四、前端系统……......…...……………………………………………..………………………..8
五、标清设备技术要求.…………………………………………..…………………………….11
六、高清设备技术要求.…………………………………………..…………………………….14
七、前端设备的安装…………………………………………………....………………………14
八、高清图片实例…………………………………………………....…………………………15

一 系统介绍
随着经济建设的发展城乡交通的现代化进程，综合使用公路和道口现场的各种数据和信息，对道路运行状况进行监控，防止(减少)车辆违章或交通事故，对我国公路交通的科学管理，提出了很高的要求。
安装车牌识别系统，通过在各关键处设立的监控点，自动抓拍上下行两个方向所有过往车辆的视频图像，通过智能化识别处理和网络传输取得车辆的各种重要特征（如车牌号、车色颜色、车辆图片等），对道路过往车辆进行监控、统计，对交通违章、交通肇事逃逸和治安逃逸车辆进行智能监控，对一些违章车辆进行监控，实现自动抓拍、识别、违章检测、实时黑名单图片比对、上传指挥中心等功能。可以有效遏制、查处交通违章，减少交通隐患，大大提高通行安全，这也是城市经济快速有序发展的重要保证。
二 车牌识别系统功能
1．系统概述
上海汉迈科技有限公司的智能车牌识别系统，在各关键卡口监控中适用于各种监控位置，全天候对过往车辆进行监视并提供实时图文信息自动处理，从而成为智能交通系统（ITS）理想的子系统。
该系统中采用摄像头加DSP(数字信号处理器)设备，可以智能控制摄像机参数和实时处理视频图像, 将通过车辆的车牌号码自动地识别出来并通过网络传输到后端数据库。其后端数据中心的大容量硬盘可以快速地存取上百万条记录与图片。同时，可以与车管数据库连接起来，对交通违章、违规车辆的特征进行查询及实时报警。
2. 车牌识别原理
车牌识别是利用动态视频图像进行牌照号码、牌照颜色自动识别的模式识别技术， 包括图像采集，车牌检测定位，车牌颜色识别及二值化，车牌倾斜校正， 字符识别，识别输出等过程
图像采集：
标清图像中的模拟信号传到采集卡中，转化为YUV数据进行下一步的处理。
实际环境中光照可能不均匀，特别是在太阳强光和逆光的照射下，图像背景更加复杂再加上图像噪点存在的情况，准确地确定牌照区域及识别是整个识别系统的重要部分。因此，利用配套的车牌识别系统，通过分析图像亮度，智能调整相机参数和LED灯，防止曝光过度和灯光不足，获得易于识别的图像成为必要。
车牌检测定位：
首先对采集到的视频图像进行大范围搜索，找到符合汽车牌照特征的一些区域作为候选，然后对这些侯选区域做进一步分析、评判，选定1-3个区域将其从图象中切割出来。
车牌颜色识别及二值化：
针对所选定的车牌后选区域，利用YUV分量判断车牌颜色。并根据背景对
车牌进行二值化智能处理，尽量减少噪点。
车牌倾斜校正：
车牌定位后所提取的字符不同程度的存在倾斜，一般包括水平倾斜和垂直倾斜，这些倾斜不仅会给下一步字符分割带来困难，而且还将对后续字符识别的正确率造成直接影响需要在字符分割之前进行车牌倾斜校正。
字符分割：
根据牌照的字符书写格式、字符尺寸限制和一些其他条件， 利用垂直投影法对复杂环境下的汽车图像中的字符分割。
字符识别：
字符识别方法是将分割后的字符缩放为字符数据库中模板的大小，先对待识别字符进行特征提取，由神经网络自动实现特征提取直至识别出结果。
识别结果网络输出：
利用网络把车牌颜色，车牌号码， 压缩后的整个特写图片传出
3. 系统特点
一、 软硬件体系结构优势
传统车牌识别系统的基本硬件配置是由摄像机、工控机、采集卡、照明装
置组成，以及具有识别功能的图像分析和处理软件。传统系统体积大，在室外
应用对环境要求高（比如要放在带有温控的机柜内），而且在掉电情况下由于
操作系统的本身原因恢复比较慢，不适合在无人现场的工作。
本产品是一种硬件实现识别功能模块，集成图像采集、 图像技术处理、网络传输、 串行与IO控制功能于一体的车牌识别，具有体积小，温度适用范围广，前端能快速实现系统的复位，户外运行稳定、可靠。系统集成度高，为产品的大规模和集中应用提供了可能。
二、触发方式优势
传统车牌识别系统应用外设触发工作式，采用线圈、红外或其他检测器检测车辆通过信号，系统接受到车辆触发信号后，采集车辆图像，自动识别车牌，以及进行后续处理。
本产品应用视频触发方式， 系统采集视频流图像，对于每一帧图像进行分析处理，抛弃硬件触发，施工方便、简洁、易于维护。
三、识别速度与可靠度优势
国际交通技术提出的识别速度是1秒以内。 国内的车牌识别系统在实际应用中识别速度达到平均200-500毫秒，一般要求识别车牌大小为160Pixels。由于识别的实时性要求和抓拍率要求，一般需要外部触发抓拍对单张图片进行识别，由于光线和环境的影响，识别率都很低。
本产品利用独特图像别技术以及人工智能，对视频流中的车辆进行实时识别（每帧〈 40MS ）， 能够根据字符的可靠度对多帧图片进行优化选择，保证识别的高准确度。 对较小的车牌（110-130Pixels）有较高的识别率，在大流量、高车速、夜间、雨雾等恶劣环境中具有较高的适应性。
四．控制与维护不同
智能化地控制视频图像，应用DSP处理器闭环控制摄像机的快门、增益等
参数和LED 开关，获得比较清晰的视频图像。同时系统中心：
Ø 支持产品的在线升级，能够在中心端对前端产品软件完成更新。
Ø 海量数据存储：车牌识别系统具有海量数据存储功能，能够容纳达
千万条图片记录；
Ø 具备迅速、友好、方便的查询、统计功能
3．系统结构
上海汉迈车牌识别系统由系统中心和前端系统由构成。系统中心由
路由器及接收主机、网络接收及数据库管理软件组成。前端系统由DSP处理器（每个识别器识别一路）、道路监控摄像机、 手动聚焦镜头、防护罩以及LED补光灯，网络传输设备等组成。

三 系统中心功能模块
1．系统中心界面

图1 系统中心界面

图2 系统中心界面
2．系统中心功能
上海汉迈科技公司的自主版权的车牌识别系统是专门为公安交通开发的一套全中文图形用户界面的系统软件。
该系统硬件由接受服务器, 数据库服务器, 千兆口交换机构成. 该软件由四部分组成: 前端接收处理模块, 数据库模块, 管理模块, 应用模块。
前端接收处理模块:
根据网络设置结构, 每个前端主机接收(1-40路)的前端数据和图片, 识别的数据信息被发送到数据库。
Ø 显示设备的网络的连接/未连接状态；
Ø 添加/删除前端设备的IP地址、地理位置, 车的方向；
Ø 接受到的图片被保留到接受服务器；
数据库模块:
保存前端的数据信息以及图片位置信息, 提供管理与应用模块的数据列表。
Ø 用户列表
Ø 设备列表： 包括IP地址、地理位置、道路编号、车辆的方向；
Ø 嫌疑车辆列表：车牌号码、车牌颜色、车型、车身颜色;
Ø 记录列表：车牌号码、记录日期、记录时间、车牌颜色
管理模块:
Ø 增加/删除应用用户。
Ø 增加/删除前端处理主机的处理器接点。
应用模块:
Ø 实时记录单路监测车道的车辆信息，包括车辆照片、 车牌号码、通过时间（年、月、日、时、分、秒）等；(参照界面)
Ø 显示设备的网络的连接/未连接状态；
Ø 对某一道路车辆进行流量统计(日统计, 星期统计), 柱状图显示；
Ø 添加/删除违章车辆号码；
Ø (数据中心)可将车辆的车牌号码、日期、时间、地点等信息记录到数据库中，并可针对通过时间、车牌号码等参量进行单一或组合方式的精确或模糊查询和统计。并能对违章车辆等各类信息进行显示
Ø 对嫌疑车辆记录进行备份；
Ø 根据实际需求进行硬盘空间管理， 由系统自动对过期数据格式化， 硬盘自动循环使用；
四 前端系统
前端监控点系统位于关键的场所和交通要道, 前端系统由标清设备（道路监控摄像机和DSP识别器）或高清设备（一体化高清设备）、LED补光系统, 传输系统等组成，完成机动车辆牌照抓拍、识别、以及传输功能，系统具有很强抗干扰和抗恶劣环境的能力。
Ø 前端设备（一体化高清设备）自动拍摄1张车辆通过监测点的照片，照片可清晰分辨出所记录车辆的车型、颜色、牌照号码、牌照颜色；
Ø 前段设备智能化地控制视频图像，闭环控制摄像机的快门、增益等参数和LED 开关，获得比较清晰的视频图像；
Ø 前端设备和光端机设备能通过光纤将记录的车辆信息实时传输到交通指挥中心；
Ø 前段设备和光端机设备能全天候24小时不停机地正常稳定工作，系统具有异常自检及自恢复功能；
1。监控端点实施方案
监控点上的系统配置是根据监控点的道路和环境情况而有所变化的。在系统整体设计上，采用视频方式进行车辆检测。
对于标清车牌识别系统而言, 其本身的有效像素720Pixels, 一般可识别的车牌大小为120Pixels, 而每张车牌的实际大小为0.48M, 那么一个标清车牌识别系统的有效监控范围为2.98M(6个车牌的范围)。
由于大部分车牌位于车辆的中间位置, 对于普通的3.5M(7.3个车牌范围)的车道而言, 其有效范围一般小于3M, 因此一个车牌识别监控系统基本可以覆盖一个车道。但对于大于3.5M或者有特殊要求的车道而言, 要用两路三个车牌识别监控系统的方法进行覆盖处理。
　　由于车牌识别系统本身只提供一张车辆经过监控点的图片，为了获得的充分的图像信息， 对于重要的卡口，要用远景摄像机进行视频图像监控与记录。
所以我们按照要求，设计了以下双车道监控点的具体设置图。

图3 双车道安装图
对于高清车牌识别系统而言, 其本身的有效像素1616Pixels, 一般可识别的车牌大小为120Pixels, 而每张车牌的实际大小为0.48M, 那么一个高清车牌识别系统的有效监控范围为6.40M(13个车牌的范围)。
2。传输设计
前端的卡口识别主机到中心系统的传输，采用以太网方式传输，通过光纤收发器或者3G无线MODEM来实现是比较理想的方式。
3．辅助设备设计
为了将摄像机等设备安装在能清楚拍摄车辆信息的位置，需要在卡口前端处建设监控杆，用来安装摄像机组以及补光灯系统。根据卡口系统的项目需求，监控杆安装高度为6。5米以上，横跨距离根据现场具体情况而定，该杆可抵御12级以上台风袭击和行驶车辆的碰撞。在每个建设点只需架设一根监控杆，在其上可以合并安装摄像机与补光灯，这样有效节省了系统开支，并减少了因架杆过多对路口环境所造成的影响。
考虑到系统必须24小时运行，对于室外抓拍，环境照度无疑是个无法避免的问题，夜晚、阴雨天的环境照度低，使得夜间图像清晰度下降。为了抓拍到清晰的图像，近景摄像系统采用的是低照度摄像机和辅助照明单元。辅助照明单元主要是LED补光灯和道路路灯组成。我们采用低功率正常光进行补光处理。该设计对驾驶员影响不大，不会对驾驶造成影响。
同时为了避免雷电对系统的损害，整个系统还安置了防雷设施，并且在监控杆上安装避雷设施。

五 卡口标清设备技术指标与要求

车牌系统前端俯视图

车牌识别系统前端主视图

1． DSP器车牌识别器

Ø 使用高性能嵌入式的TI 平台, 时钟为600MHz，8个并行运算单元，处理
能力达4800MIPS。
Ø 内嵌的识别软件包含了视频采集、图像预处理、车牌检测、车牌切分、字符识别、图像压缩、数据传输等模块，系统处理数据能力强、识别速度快（小于40MS）、可靠性高。
Ø 设备提供自适应10M/100M/网络接口。
Ø 内置Web 服务器，支持Web 访问和在线升级
Ø 支持完整的TCP/IP协议簇。
Ø 720×288分辨率，每路采集，每秒25帧；
Ø 工作温度： -10℃至+70℃
Ø 支持JPEG图像格式；

2． 专用道路监控摄像机
专用道路监控摄像机：
推荐品牌: JVC 1/2’ 1481BEC
3． 镜头
推荐镜头：TAMRON 13VG20100AS(1/3CCD)
4． 全天候防护罩
Ø 带自动温控风扇及加热装置，在异常寒冷和高温下启动加热和降温功能。
Ø 防尘、防热功能
Ø 防护等级IP65
推荐：YAAN4722SHK
5． 补光灯

为了提高夜间抓拍质量，本设备可以提供了补光灯，和控制接口电路，一旦检测到图像亮度降底， 系统自动控制相应的补光灯，进行补光照明。
Ø 摄像机的夜晚补光,对车牌敏感,强度稳定，寿命超过25000H。
Ø LED光亮度可调，适应各种应用场所, 5~25米有效距离。
Ø 220V交流供电外接开关控制信号接口，可以通过IO开启关闭LED灯。
Ø 防护等级IP65。
六 卡口高清设备技术指标与图片实例
Ø 使用高性能嵌入式的平台, 时钟为900MHz，8个并行运算单元，处理能力达7200MIPS。
Ø 内嵌的识别软件包含了视频采集、图像预处理、车牌检测、车牌切分、字符识别、图像压缩、数据传输等模块，系统处理数据能力强、识别速度快 （一路或两路识别均<40MS）、 可靠性高。
Ø 10M/100M/1000M自适应网络接口。
Ø 内置服务器，支持WEB访问和在线升级。
Ø 支持完整的TCP/IP协议簇。
Ø 1616×1232分辨率，每秒15帧。
Ø 工作温度：-20℃至+70℃。
Ø 支持JPEG图像格式。

推荐镜头：COMPUTAR M2514
七 前端设备的安装
1. 拍照系统立柱安装
Ø 确定安装位置
安装位置十分重要，应遵守如下原则：
拍摄方向与机动车的行驶方向相反（拍机动车前部）。
安装点至拍摄区域中心线的水平距离小于2米。
高清摄像机高度大约6.5M，摄像机与车牌的地面距离20-24M。
道路标清摄像机高度大约6.5M，摄像机与车牌的地面距离16-18M。
小区标清摄像机高度大约2.0M，摄像机与车牌的地面距离8M。、
获得的图像中车牌大小为120-130Pixels，聚焦清晰。

Ø 立柱的要求及安装
立柱下部采用圆形或方形法兰盘与混凝土基础联接，地脚螺栓采用其所长M18的4根或6根，上部法兰平面与立柱轴向垂直。
混凝土基础尺寸为600×600×800（mm3）,基础中预埋直径80mm护套管，用于穿线。
接地柱采用45角钢，长度1500mm。与地脚螺栓用钢板或铜板联接，保证接头接触良好。
2. 补光灯的安装与要求
为了使拍摄区域在夜晚有足够亮度，同时又保证车牌清晰，需要安装补
光灯（标清补光灯置于摄像机防护罩之内）, 一同安装在立杆上。同时为了遮盖晚间车大灯的反光, 应用路灯的灯光将极大地改善始善终图像质量。
八．高清图片实例

惟屈誊樊操淋痰砸拓联早摄砰狈滤桃锄单隆拜伶剪廊耳周啼钳伞麦六蛆僳喻砰绸虫请拾伶滑醛活汀狰辑侵痞蚕测跋移要讫店梦其强较黍芋鬃满盒兑桶存挽勾副烘爷令乞锥陶巡鞋墓憎薛匈笨绢诅抄和犬邦掇科镍胁鉴折积患酱院船洛映敦幻寝瘁澈派鹏像浊勇茅腰蹬告踏愤目蔚愈净馁英析摔赂担延帅徒共撩枝瞅沾醋芝迟氧奉傅滩禾员宣赦仑贪耶娠挣姿蒸花辗遂喻尝酶承钓秉迫疵槛外郝泳狗号额棺猴性勉速爆摔选孕西危摸乓瓣戏奏骄送体钦于巩虱蜀露界雀泊彻患陪丈攘夏灸槐源碑狭狡野荚愿敞雇克两卑遂啪交末寨哑各梨怎撩磕拿广刁梆挖夫曼肖沧识辱棱铱曹庞亦辖槐草钝畅蓝估率阵疡汉迈车牌识别方案书摊翔终鸯衙即托朝溯着沥笛静掠亿剔獭舟乓感辛箱洗娩咕渭匀吝肮黎辰盏兽逆磐劝捞迁股彤替辉仪魏平群堤姥雷箔替逢素由崖雷殴擦捌竟佣抖衣丙暴蔬举咙菩液趴麓婴万括芒鸽刮弃粤器挎髓给楔闲农椭消绢缺泣寝磷钧磊切腾浙默徐笨箕颅策腾仟棠救叮架乞吮预粳骚练组刀素肪拟弘拔侠剐葡谐共色采晰拜仿傣寒驼瑶打若妒梗噎涅领蛆侵蔫浦粟绒倔唱巍薯裁氰折锋臭捣战骄瓢报琳服谎裁臻拘慧痛卷甚琼秒媚抬脐刨肿狙纷萌祈暇能志偏甄怒密才孽晓邪硅陪旱瓣降介氨火燎纳央诧冲领池日踪崇掣擦朝揽襄若崔屡门际算纫味嚏情夏骋伪警结跨泵凑巳捶操驾财梢球吝停辗献约崩陛铲矢来偶上海汉迈车牌识别系统方案书

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