CN106327918A - 一种车牌识别的停车场智能收费管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车牌识别的停车场智能收费管理系统，属于停车场管理系统技术领域，该系统包括一个或多个芯片控制模块与一个车辆信息管理模块，芯片控制模块包括车牌识别模块、收费模块、道闸控制模块、信息显示模块与语音模块。一个或多个芯片控制模块通过互联网与车辆信息管理模块进行连接，实现停车场资源的实时管理与共享，车牌识别模块自动识别出车牌号码，道闸控制模块控制道闸的自动开与关，收费模块用于计算停车费用，信息显示模块与语音模块提供停车场的实时信息。与目前智能收费管理系统相比，本发明采用车牌作为车辆的唯一标识，不需要进行取卡与刷卡操作，提高了出入口的通行效率与车主的出行满意度。

Description

一种车牌识别的停车场智能收费管理系统

技术领域

本发明涉及一种车牌识别的停车场智能收费管理系统，属于停车场管理系统技术领域。

背景技术

目前大多数的停车收费系统主要采用非接触式的IC卡对出入车辆进行管理与收费。车主在入口处刷卡且记录车辆进入时间，在出口处停车刷卡计算停车费用，很容易造成车辆在出入口处通行速度缓慢或者拥堵的现象。特别当天气不好的情况下，如下雨或者下雪等，车主需要下车进行取卡与刷卡操作，车主很容易淋湿，给车主带来不好的出行满意度。同时，目前的智能停车收费系统的成本投入比较高，且维修起来也比较繁琐。除此之外，各个收费站之间相互独立，资源无法共享，很容易给车主出行造成极大的不方便。例如，一个停车场的各个入口相对孤立，往往停车场已经没有剩余车位了，其他的各个入口仍然有大量的车在排队等待进入。因此，一种基于车牌的智能停车收费系统应运而生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种车牌识别的停车场智能收费管理系统，将车牌作为车辆的唯一标识，车辆在停车场的出入口处不需要进行取卡刷卡操作，避免了出现车辆拥堵现象，提高了车辆的通行效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种车牌识别的停车场智能收费管理系统，包括一个或多个芯片控制模块与一个车辆信息管理模块；所述芯片控制模块包括车牌识别模块、收费模块、道闸控制模块、信息显示模块和语音模块；所述一个或多个芯片控制模块通过互联网与车辆信息管理模块进行连接；所述车牌识别模块的输出与芯片控制模块的输入连接；所述收费模块、道闸控制模块、信息显示模块和语音模块的输入均与芯片控制模块的输出进行连接；

所述车辆信息管理模块包括用户管理、资费管理、日志管理、道闸配置管理与剩余车位管理。

前述的用户管理用于设置VIP用户与普通用户两种；所述资费管理用于提供多种不同的收费标准；所述日志管理用于存储芯片控制模块传入车辆的车牌号码、出入时间与收费信息；所述道闸配置管理用于设置出入口道闸是自动开关还是手动开关；所述剩余车位管理用于对停车场的剩余车位进行实时更新。

前述的收费模块用于接收芯片控制模块传入的车牌号码与相应的停车时间，然后根据设置的收费标准计算相应的停车费用，自动在车牌绑定的账号上进行扣费。

前述的道闸控制模块包括电机驱动电路、电机与门阀；所述电机驱动电路的输入端与芯片控制模块的输出端进行连接，所述电机驱动电路的输出端与电机的输入端进行连接，所述电机的输出端与门阀进行连接；所述道闸控制模块用于接收芯片控制模块传入的控制信号，电机转动控制门阀，然后根据道闸配置信息控制门阀是自动开关还是手动开关。

前述的语音模块用于接收芯片控制模块传入的车牌号码、停车时间与对应的停车费用，然后将这些信息转化为语音。

前述的信息显示模块用于接收芯片控制模块传入的车牌号码、停车时间与对应的停车费用，然后将这些信息通过LED显示屏显示；所述信息显示模块还实时显示芯片控制模块传入的停车场剩余车位信息。

前述的车牌识别模块自动识别出入口车辆的车牌号码与出入时间，并将这些信息传给芯片控制模块，芯片控制模块通过网络将这些信息传给车辆信息管理模块进行存储。

前述的车牌识别模块识别出入口车辆的车牌号码包括车牌定位与判别、车牌校正、车牌字符分割与车牌字符识别。

前述的车牌定位与判别包括以下步骤：

1-1）通过车牌的颜色特征对车牌图像进行定位，然后采用SVM判别模型对候选车牌进行判别获取车牌；

1-2）如果无法通过颜色特征定位出车牌，则通过车牌的边缘特征对车牌图像进行定位，然后采用SVM判别模型对候选车牌进行判别获取车牌；

所述车牌校正采用旋转投影变化方法对车牌图像在水平与垂直方向上进行校正，具体步骤如下：

2-1）对于水平倾斜校正，首先在一定角度范围内对车牌图像进行多次旋转，同时取每次旋转图像水平投影的最大值作为本次旋转的投影值，最后将水平投影最大值对应的角度作为水平倾斜角度，同时根据该角度对车牌图像进行水平校正；

2-2）对于垂直倾斜校正，首先将水平倾斜校正后的车牌图像在一定角度范围内多次旋转，同时取每次旋转图像垂直投影的最大值作为本次旋转的投影值，最后将垂直投影最大值对应的角度作为垂直倾斜角度，同时根据该角度对车牌图像进行垂直校正；

所述车牌字符分割，具体步骤如下：

3-1）将倾斜校正的车牌进行灰度化，然后根据车牌的颜色对车牌进行二值化；

3-2）对二值化车牌图像提取轮廓，然后根据每个轮廓的最小外接矩形截取每个车牌字符；

3-3）将车牌字符中的汉字字符大小调整为16*32，字母与数字字符的大小调整为8*16；

所述车牌字符识别采用人工神经网络模型对车牌汉字、字母与数字进行自动识别，具体步骤如下：

4-1）对车牌字符分割产生的大量字符图片进行人工分类，即分为汉字图片集和字母与数字图片集；

4-2）对汉字图片集训练产生一个识别汉字的人工神经网络模型，对字母与数字图片集训练一个识别字母与数字的人工神经网络模型；

4-3）采用这两个训练好的人工神经网络模型对车牌字符进行识别，识别出车牌号码。

本发明所达到的有益效果：

1）本发明将车牌作为车辆的唯一标识，车辆在停车场的出入口处不需要进行取卡刷卡操作，避免了出现车辆拥堵现象，提高了车辆的通行效率。同时，本发明减少了工作人员的工作量，提高了停车场的收益。

2）本发明的芯片控制模块通过互联网与车辆信息管理模块进行连接，实现了停车场的资源共享与管理。

3）本发明不仅不需要进行取卡与刷卡操作，避免了出入口出现拥堵现象，而且通过语音模块与信息显示模块实时地为车主提供停车场的剩余车位等信息，提高了车主的出行满意度。

附图说明

图1是本发明的车牌识别的停车场智能收费管理系统的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的车牌识别的停车场智能收费管理系统，包括一个或多个芯片控制模块与一个车辆信息管理模块。具体的，芯片控制模块包括车牌识别模块、收费模块、道闸控制模块、信息显示模块和语音模块。一个或多个芯片控制模块通过互联网与车辆信息管理模块进行连接；车牌识别模块的输出与芯片控制模块的输入连接；收费模块、道闸控制模块、信息显示模块和语音模块的输入均与芯片控制模块的输出进行连接。本发明通过一个车辆信息管理模块实现停车场的资源共享与管理，使用车牌识别模块自动识别出车牌号码，道闸控制模块控制道闸的自动开与关，使用信息显示模块与语音模块提供停车场的实时信息，使停车场更加智能化与人性化。与目前智能收费管理系统相比，本发明采用车牌作为车辆的唯一标识，不需要进行取卡与刷卡操作，提高了出入口的通行效率与车主的出行满意度。具体各模块的功能如下：

车牌信息管理模块主要包括用户管理、资费管理、日志管理、道闸配置管理与剩余车位管理等内容。用户管理用于设置VIP用户与普通用户两种；资费管理用于提供多种不同的收费标准，为停车场提供灵活多变的收费方式；日志管理用于存储芯片控制模块传入车辆的车牌号码、出入时间与收费信息等；道闸配置管理用于设置出入口道闸是自动开关还是手动开关；剩余车位管理用于对停车场的剩余车位进行实时更新。一个或多个芯片控制模块通过互联网与车辆信息管理模块进行连接，实现停车场资源的实时管理与共享。

收费模块用于接收芯片控制模块传入的车牌号码与相应的停车时间，然后根据设置的收费标准计算相应的停车费用，自动在车牌绑定的账号上进行扣费，以减少工作人员的工作量，提高停车场的工作效率。

道闸控制模块包括电机驱动电路、电机与门阀。电机驱动电路的输入端与芯片控制模块的输出端进行连接，电机驱动电路的输出端与电机的输入端进行连接，电机的输出端与门阀进行连接。该模块用于接收芯片控制模块传入的控制信号，电机转动控制门阀，然后根据道闸配置信息控制门阀是自动开关还是手动开关，减少工作人员的工作量，提高停车场的工作效率。

语音模块用于接收芯片控制模块传入的车牌号码、停车时间与对应的停车费用，然后将这些信息转化为语音。

信息显示模块用于接收芯片控制模块传入的车牌号码、停车时间与对应的停车费用，然后将这些信息通过LED显示屏显示；用于实时显示芯片控制模块传入的停车场剩余车位信息。

车牌识别模块自动识别出入口车辆的车牌号码与出入时间，并将这些信息传给芯片控制模块，芯片控制模块通过网络将这些信息传给车辆信息管理模块进行存储。车牌识别模块识别出入口车辆的车牌号码包括车牌定位与判别、车牌校正、车牌字符分割与识别四部分内容。

车牌识别模块识别出入口车辆的车牌号码的具体方法如下：

1）车牌定位与判别

为了提高车牌的定位率，本发明采用一种基于颜色与边缘检测相结合的车牌定位方法。该方法通过车牌的颜色特征与边缘特征有条件地相结合对车牌进行定位，具体步骤如下：

1-1）通过车牌的颜色特征对车牌图像进行定位，然后采用SVM判别模型对候选车牌进行判别获取车牌；

1-2）如果无法通过颜色特征定位出车牌，则通过车牌的边缘特征对车牌图像进行定位，然后采用SVM判别模型对候选车牌进行判别获取车牌。

2）车牌校正

由于摄像机的拍摄角度、车辆颠簸行驶等原因，车牌图像中的字符存在一定的倾斜，影响字符的分割与识别。因此，车牌字符分割与识别之前必须进行车牌校正处理。

本发明采用旋转投影变化方法对车牌图像在水平与垂直方向上进行校正。具体步骤：

2-1）对于水平倾斜校正，首先在一定角度范围内对车牌图像进行多次旋转，同时取每次旋转图像水平投影的最大值作为本次旋转的投影值，最后将水平投影最大值对应的角度作为水平倾斜角度，同时根据该角度对车牌图像进行水平校正。

2-2）对于垂直倾斜校正，首先将水平校正后的车牌图像在一定角度范围内多次旋转，同时取每次旋转图像垂直投影的最大值作为本次旋转的投影值，最后将垂直投影最大值的角度作为垂直倾斜角度，同时根据该角度进行垂直校正。

3）车牌字符分割，具体步骤如下：

3-1）将倾斜校正的车牌进行灰度化，然后根据车牌的颜色对车牌进行二值化；

3-2）对二值化图像提取轮廓，然后根据每个轮廓的最小外接矩形截取每个车牌字符；

3-3）将车牌字符中的汉字字符大小调整为16*32，字母与数字字符的大小调整为8*16。

4）车牌字符识别

本发明采用人工神经网络(ANN)模型对车牌汉字、字母与数字进行自动识别。具体步骤如下：

4-1）对车牌字符分割产生的大量字符图片进行人工分类，即分为汉字图片集和字母与数字图片集；

4-2）对汉字图片集训练产生一个识别汉字的人工神经网络模型，对字母与数字图片集训练一个识别字母与数字的人工神经网络模型；

4-3）采用这两个训练好的人工神经网络模型对车牌字符进行识别，识别出车牌号码。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种车牌识别的停车场智能收费管理系统，其特征在于，包括一个或多个芯片控制模块与一个车辆信息管理模块；所述芯片控制模块包括车牌识别模块、收费模块、道闸控制模块、信息显示模块和语音模块；所述一个或多个芯片控制模块通过互联网与车辆信息管理模块进行连接；所述车牌识别模块的输出与芯片控制模块的输入连接；所述收费模块、道闸控制模块、信息显示模块和语音模块的输入均与芯片控制模块的输出进行连接；

所述车辆信息管理模块包括用户管理、资费管理、日志管理、道闸配置管理与剩余车位管理。

2.根据权利要求1所述的一种车牌识别的停车场智能收费管理系统，其特征在于，所述用户管理用于设置VIP用户与普通用户两种；所述资费管理用于提供多种不同的收费标准；所述日志管理用于存储芯片控制模块传入车辆的车牌号码、出入时间与收费信息；所述道闸配置管理用于设置出入口道闸是自动开关还是手动开关；所述剩余车位管理用于对停车场的剩余车位进行实时更新。

3.根据权利要求1所述的一种车牌识别的停车场智能收费管理系统，其特征在于，所述收费模块用于接收芯片控制模块传入的车牌号码与相应的停车时间，然后根据设置的收费标准计算相应的停车费用，自动在车牌绑定的账号上进行扣费。

4.根据权利要求1所述的一种车牌识别的停车场智能收费管理系统，其特征在于，所述道闸控制模块包括电机驱动电路、电机与门阀；所述电机驱动电路的输入端与芯片控制模块的输出端进行连接，所述电机驱动电路的输出端与电机的输入端进行连接，所述电机的输出端与门阀进行连接；所述道闸控制模块用于接收芯片控制模块传入的控制信号，电机转动控制门阀，然后根据道闸配置信息控制门阀是自动开关还是手动开关。

5.根据权利要求1所述的一种车牌识别的停车场智能收费管理系统，其特征在于，所述语音模块用于接收芯片控制模块传入的车牌号码、停车时间与对应的停车费用，然后将这些信息转化为语音。

6.根据权利要求1所述的一种车牌识别的停车场智能收费管理系统，其特征在于，所述信息显示模块用于接收芯片控制模块传入的车牌号码、停车时间与对应的停车费用，然后将这些信息通过LED显示屏显示；所述信息显示模块还实时显示芯片控制模块传入的停车场剩余车位信息。

7.根据权利要求1所述的一种车牌识别的停车场智能收费管理系统，其特征在于，所述车牌识别模块自动识别出入口车辆的车牌号码与出入时间，并将这些信息传给芯片控制模块，芯片控制模块通过网络将这些信息传给车辆信息管理模块进行存储。

8.根据权利要求7所述的一种车牌识别的停车场智能收费管理系统，其特征在于，所述车牌识别模块识别出入口车辆的车牌号码包括车牌定位与判别、车牌校正、车牌字符分割与车牌字符识别。

9.根据权利要求8所述的一种车牌识别的停车场智能收费管理系统，其特征在于，

所述车牌定位与判别包括以下步骤：

1-1）通过车牌的颜色特征对车牌图像进行定位，然后采用SVM判别模型对候选车牌进行判别获取车牌；

1-2）如果无法通过颜色特征定位出车牌，则通过车牌的边缘特征对车牌图像进行定位，然后采用SVM判别模型对候选车牌进行判别获取车牌；

所述车牌校正采用旋转投影变化方法对车牌图像在水平与垂直方向上进行校正，具体步骤如下：

2-1）对于水平倾斜校正，首先在一定角度范围内对车牌图像进行多次旋转，同时取每次旋转图像水平投影的最大值作为本次旋转的投影值，最后将水平投影最大值对应的角度作为水平倾斜角度，同时根据该角度对车牌图像进行水平校正；

2-2）对于垂直倾斜校正，首先将水平倾斜校正后的车牌图像在一定角度范围内多次旋转，同时取每次旋转图像垂直投影的最大值作为本次旋转的投影值，最后将垂直投影最大值对应的角度作为垂直倾斜角度，同时根据该角度对车牌图像进行垂直校正；

所述车牌字符分割，具体步骤如下：

3-1）将倾斜校正的车牌进行灰度化，然后根据车牌的颜色对车牌进行二值化；

3-2）对二值化车牌图像提取轮廓，然后根据每个轮廓的最小外接矩形截取每个车牌字符；

3-3）将车牌字符中的汉字字符大小调整为16*32，字母与数字字符的大小调整为8*16；

所述车牌字符识别采用人工神经网络模型对车牌汉字、字母与数字进行自动识别，具体步骤如下：

4-1）对车牌字符分割产生的大量字符图片进行人工分类，即分为汉字图片集和字母与数字图片集；

4-2）对汉字图片集训练产生一个识别汉字的人工神经网络模型，对字母与数字图片集训练一个识别字母与数字的人工神经网络模型；

4-3）采用这两个训练好的人工神经网络模型对车牌字符进行识别，识别出车牌号码。