CN112348004B - 一种基于物联网的加油站车牌无人机识别系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网的加油站车牌无人机识别系统及其方法，系统包括识别管理服务器、车位识别终端、路障引导终端及物联网通讯网络，车位识别终端、路障引导终端通过物联网通讯网络与识别管理服务器建立数据连接，其中车位识别终端数量与加油站内加油机数量一致，加油站进站口和出站口均设一个路障引导终端。其使用方法包括系统组网，识别系统设置及车牌照识别等三个步骤。本发明一方面可有效满足各类加油站设施运行的的需要，且系统维护管理成本低廉；另一方面本发明可实现对车辆识别、导流、身份记录作业的需要，有效克服加油站内车辆运行、管理及调度混乱情况发生，提高加油站的整体运行和管理效率及可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆牌照识别系统及其方法，属于交通管理及图像识别技术领域。
背景技术
目前在加油站在进行对车辆加油作业时，往往极易因待加油车辆过多而导致加油秩序混乱，从而一方面导致加油作业的工作效率低下，加油站内车辆管理、调度作业混乱；另一方面当前的加油站在进行车辆加油作业时，对车辆的辨认和识别能力相对较差，因此在车辆加油作业时，需要频繁进行车辆信息、加油类型及加油量进行确认，从而导致加油作业效率低下，且易发生加错油情况，此外，当前在进行加油作业时也无法有效实现对套牌车等违规、违章及违法车辆进行排查，对车辆运行及交通管理也构成了一定的安全隐患。
随着网络通讯技术、人工智能技术等技术的发展，如何提高加油作业效率和可靠性，成为当前制约加油站系统发展的重要桎梏。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种基于物联网的加油站车牌无人机识别系统及其方法，以达到提高加油作业效率和可靠性的目的。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种基于物联网的加油站车牌无人机识别系统，包括识别管理服务器、车位识别终端、路障引导终端及物联网通讯网络，其中车位识别终端、路障引导终端均若干，车位识别终端、路障引导终端间相互并联，并分别通过物联网通讯网络与识别管理服务器建立数据连接，每个加油机与2—4个车位识别终端连接并构成一个工作组，同一工作组中的车位识别终端分布在加油机轴线两侧，工作组数量不少于一个，且各工作组间相互并联，路障引导终端数量与加油站进站口和出站口数量一致，且每个进站口和出站口均设一个路障引导终端，路障引导终端间相互并联，并通过物联网通讯网络与识别管理服务器相互连接，路障引导终端另与各工作组的车位识别终端间通过物联网通讯网络联机运行，识别管理服务器另通过物联网通讯网络分别与加油站各加油机及加油站主控电路系统建立数据连接。
进一步的，所述的车位识别终端包括光敏传感器、霍尔传感器、承载底座、视频采集桩、接地电极、驱动电路，其中所述承载底座为与水平面平行分布的板状框架结构，所述光敏传感器、霍尔传感器环绕承载底座轴线均布在承载底座上端面，并比承载底座上端面低0—10毫米，所述承载底座嵌于加油站路面内，并与地平面平行分布，所述接地电极至少一个，嵌于加油站路面内，并通过导线分别与承载底座下端面及加油站的接地电路电气连接，所述视频采集桩至少一个，与承载底座侧表面连接，并与承载底座上端面垂直分布，且所述视频采集桩上端面比承载底座上端面高至少20厘米，所述驱动电路嵌于视频采集桩内，并分别与光敏传感器、霍尔传感器、视频采集桩、接地电极电气连接。
进一步的，所述的路障引导终端包括视频采集桩、基座、承载柱、导向路标、信号指示灯、显示器、转台机构及驱动电路，其中所述基座为横断面呈矩形的闭合腔体结构，并嵌于加油站路基内，其上端面比地平面高至少5毫米，所述驱动电路嵌于基座内，并分别与视频采集桩、信号指示灯、显示器及转台机构电气连接，其中承载柱与基座上端面垂直连接，所述承载柱上端面通过转台机构与导向路标铰接，并与导向路标下端面垂直分布，所述导向路标1—2个，为与水平面平行分布的柱状结构，并可环绕转台机构转轴进行0°—360°范围旋转，所述视频采集桩、信号指示灯和显示器嵌于导向路标前端面，并与导向路标轴线平行分布，且所述视频采集桩与导向路标间通过转台机构铰接，所述视频采集桩光轴与水平面呈0°—90°夹角。
进一步的，所述的视频采集桩包括定位杆、驱动导轨、CCD摄像头、3D摄像头、测距装置、滑块及三维位移台，其中所述定位杆为横断面呈矩形的柱状腔体结构，所述驱动导轨至少一条，嵌于定位杆前端面并与定位杆轴线平行分布，所述滑块至少一个，其后端面与驱动导轨滑动连接，前端面通过三维位移台分别与一个CCD摄像头和两个3D摄像头铰接，两个所述3D摄像头对称分布在CCD摄像头两侧，且CCD摄像头和3D摄像头光轴相交，焦点位于CCD摄像头光轴上，并位于CCD摄像头前方0.1—10米范围内，所述测距装置与滑块侧表面连接，其轴线与CCD摄像头光轴平行分布。
进一步的，所述的驱动电路为基于FPGA、DSP芯片中任意一种为基础的的电路系统，所述驱动电路另设多路稳压电源、无线数据通讯装置。
进一步的，所述识别管理服务器内设基于SOA体系的主程序系统，同时另构建采用C/S结构和B/S结构的嵌套架构BP神经网络系统，基于二值化运算的连通域图像识别子系统及高清视频信号传输子系统，且BP神经网络系统、基于二值化运算的连通域图像识别子系统及高清视频信号传输子系统均与基于SOA体系为基础的主程序系统连接，且BP神经网络系统另与基于二值化运算的连通域图像识别子系统连接。
一种基于物联网的加油站车牌无人机识别系统的使用方法，包括如下步骤；
S1，系统组网，首先根据加油站布局结构和加油站内加油机的数量及分布位置，分别安装相应的车位识别终端、路障引导终端，然后将识别管理服务器安装到加油站主控系统中，并使识别管理服务器通过物联网分别与各车位识别终端、路障引导终端建立数据连接，同时使识别管理服务器通过互联网与外部第三方管理平台建立数据连接，从而完成本发明装配；
S2，识别系统设置，完成S1步骤后，在识别管理服务器中构建基于BP神经网络系统及基于二值化运算的连通域图像识别子系统，同时在识别管理服务器中设置独立的车牌照存储单元，即可完成系统设置；
S3，车牌照识别，完成S2步骤后即可实现车牌照识别作业，在进行车牌照识别时，首先通过车位识别终端对当前加油站内各加油机前加油位状态进行检测，确定待机加油位和正处于加油作业的加油位运行状态持续检测，并对加油完成时间进行同步检测，同时通过车位识别终端的视频采集桩对车辆整体及车牌照信息进行采集并运算识别；然后驱动路障引导终端运行，由视频采集桩对处于加油站进口和出口位置车辆的位置进行检测，并对车辆的整体及车牌照信息进行采集并运算识别；最后将路障引导终端采集的车辆信息和车位识别终端采集信息进行比对运算，对加油站进口处各车辆进行牌照信息识别核对，同时分别生成相应车辆的加油管理路径，并通过路障引导终端的信号指示灯、显示器对车辆行进路线进行指示引导，同时通过转台机构调整导向路标的指引方向，进一步实现对车辆车道进行限制和引导。
进一步的，所述的S3步骤中， 在进行车牌照识别时，一方面对车牌照的合法性进行检测识别，提高车辆管理及运行的安全性，另一方面通过对车牌照检测识别，对当前车辆的加油信息进行统计记录，生成车辆加油基础数据，并以此指导后续该车辆加油作业。
本发明结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可有效满足各类加油站设施胚胎运行的需要，且系统维护管理成本低廉；另一方面本发明可有效的实现对车辆识别、导流、身份记录作业的需要，可有效的提高加油站内车辆引导加油作业的需要，在提高加油作业效率和精度的同时，另可有效克服加油站内车辆运行、管理及调度混乱情况发生，提高加油站的整体运行和管理效率及可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。
图1为本发明布局结构示意图；
图2为本发明系统原理结构示意图；
图3为车位识别终端结构意图；
图4为路障引导终端结构示意图；
图5为视频采集桩结构示意图；
图6为本发明方法流程图。
图中各标号：识别管理服务器1、车位识别终端2、路障引导终端3及物联网通讯网络4、加油机5、光敏传感器21、霍尔传感器22、承载底座23、视频采集桩24、接地电极25、驱动电路26、基座31、转台机构32、承载柱33、导向路标34、信号指示灯35、显示器36、定位杆241、驱动导轨242、CCD摄像头243、3D摄像头244、测距装置245、滑块246、三维位移台247。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图5所示，一种基于物联网的加油站车牌无人机识别系统，包括识别管理服务器1、车位识别终端2、路障引导终端3及物联网通讯网络4，其中车位识别终端2、路障引导终端3均若干，车位识别终端2、路障引导终端3间相互并联，并分别通过物联网通讯网络4与识别管理服务器1建立数据连接，每个加油机5与2—4个车位识别终端2连接并构成一个工作组，同一工作组中的车位识别终端2分布在加油机5轴线两侧，工作组数量不少于一个，且各工作组间相互并联，路障引导终端3数量与加油站进站口和出站口数量一致，且每个进站口和出站口均设一个路障引导终端3，路障引导终端3间相互并联，并通过物联网通讯网络4与识别管理服务器1相互连接，路障引导终端3另与各工作组的车位识别终端2间通过物联网通讯网络4联机运行，识别管理服务器1另通过物联网通讯网络4分别与加油站各加油机5及加油站主控电路系统建立数据连接。
本实施例中，所述的车位识别终端2包括光敏传感器21、霍尔传感器22、承载底座23、视频采集桩24、接地电极25、驱动电路26，其中所述承载底座23为与水平面平行分布的板状框架结构，所述光敏传感器21、霍尔传感器22环绕承载底座23轴线均布在承载底座23上端面，并比承载底座23上端面低0—10毫米，所述承载底座23嵌于加油站路面内，并与地平面平行分布，所述接地电极25至少一个，嵌于加油站路面内，并通过导线分别与承载底座23下端面及加油站的接地电路电气连接，所述视频采集桩24至少一个，与承载底座23侧表面连接，并与承载底座23上端面垂直分布，且所述视频采集桩24上端面比承载底座23上端面高至少20厘米，所述驱动电路26嵌于视频采集桩24内，并分别与光敏传感器21、霍尔传感器22、视频采集桩24、接地电极25电气连接。
同时，所述的路障引导终端3包括视频采集桩24、基座31、承载柱33、导向路标34、信号指示灯35、显示器36、转台机构32及驱动电路26，其中所述基座31为横断面呈矩形的闭合腔体结构，并嵌于加油站路基内，其上端面比地平面高至少5毫米，所述驱动电路26嵌于基座31内，并分别与视频采集桩24、信号指示灯35、显示器36及转台机构32电气连接，其中承载柱33与基座31上端面垂直连接，所述承载柱33上端面通过转台机构32与导向路标34铰接，并与导向路标34下端面垂直分布，所述导向路标34为1—2个，为与水平面平行分布的柱状结构，并可环绕转台机构32转轴进行0°—360°范围旋转，所述视频采集桩24、信号指示灯35和显示器36嵌于导向路标34前端面，并与导向路标34轴线平行分布，且所述视频采集桩24与导向路标34间通过转台机构32铰接，所述视频采集桩24光轴与水平面呈0°—90°夹角。
重点说明的，所述的视频采集桩24包括定位杆241、驱动导轨242、CCD摄像头243、3D摄像头244、测距装置245、滑块246及三维位移台247，其中所述定位杆241为横断面呈矩形的柱状腔体结构，所述驱动导轨242至少一条，嵌于定位杆241前端面并与定位杆241轴线平行分布，所述滑块246至少一个，其后端面与驱动导轨242滑动连接，前端面通过三维位移台247分别与一个CCD摄像头243和两个3D摄像头244铰接，两个所述3D摄像头244对称分布在CCD摄像头243两侧，且CCD摄像头243和3D摄像头244光轴相交，焦点位于CCD摄像头243光轴上，并位于CCD摄像头243前方0.1—10米范围内，所述测距装置245与滑块246侧表面连接，其轴线与CCD摄像头243光轴平行分布。
本实施例中，所述的驱动电路26为基于FPGA、DSP芯片中任意一种的电路系统，所述驱动电路26另设多路稳压电源、无线数据通讯装置。
同时，所述识别管理服务器1内设基于SOA体系的主程序系统，同时另构建采用C/S结构和B/S结构的嵌套架构BP神经网络系统，基于二值化运算的连通域图像识别子系统及高清视频信号传输子系统，且BP神经网络系统、基于二值化运算的连通域图像识别子系统及高清视频信号传输子系统均与基于SOA体系的主程序系统连接，且BP神经网络系统另与基于二值化运算的连通域图像识别子系统连接。
如图6所示，一种基于物联网的加油站车牌无人机识别系统的使用方法，包括如下步骤；
S1，系统组网，首先根据加油站布局结构和加油站内加油机5的数量及分布位置，分别安装相应的车位识别终端2、路障引导终端3，然后将识别管理服务器1安装到加油站主控系统中，并使识别管理服务器1通过物联网分别与各车位识别终端2、路障引导终端3建立数据连接，同时使识别管理服务器1通过互联网与外部第三方管理平台建立数据连接，从而完成本发明装配；
S2，识别系统设置，完成S1步骤后，在识别管理服务器1中构建基于BP神经网络系统及基于二值化运算的连通域图像识别子系统，同时在识别管理服务器1中设置独立的车牌照存储单元，即可完成系统设置；
S3，车牌照识别，完成S2步骤后即可实现车牌照识别作业，在进行车牌照识别时，首先通过车位识别终端2对当前加油站内各加油机5前加油位状态进行检测，确定待机加油位和正处于加油作业的加油位运行状态持续检测，并对加油完成时间进行同步检测，同时通过车位识别终端2的视频采集桩24对车辆整体及车牌照信息进行采集并运算识别；然后驱动路障引导终端3运行，由视频采集桩24对处于加油站进口和出口位置车辆的位置进行检测，并对车辆的整体及车牌照信息进行采集并运算识别；最后将路障引导终端3采集的车辆信息和车位识别终端2采集信息进行比对运算，对加油站进口处各车辆进行牌照信息识别核对，同时分别生成相应车辆的加油管理路径，并通过路障引导终端3的信号指示灯35、显示器36对车辆行进路线进行指示引导，同时通过转台机构32调整导向路标34的指引方向，进一步实现对车辆车道进行限制和引导。
进一步的，所述的S3步骤中， 在进行车牌照识别时，一方面对车牌照的合法性进行检测识别，提高车辆管理及运行的安全性，另一方面通过对车牌照检测识别，对当前车辆的加油信息进行统计记录，生成车辆加油基础数据，并以此指导后续该车辆加油作业。
发明结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可有效满足各类加油站设施胚胎运行的需要，且系统维护管理成本低廉；另一方面本发明可有效的实现对车辆识别、导流、身份记录作业的需要，可有效的提高加油站内车辆引导加油作业的需要，在提高加油作业效率和精度的同时，另可有效克服加油站内车辆运行、管理及调度混乱情况发生，提高加油站的整体运行和管理效率及可靠性。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种基于物联网的加油站车牌无人机识别系统，其特征在于：包括识别管理服务器（1）、车位识别终端（2）、路障引导终端（3）及物联网通讯网络（4），其中所述车位识别终端（2）、路障引导终端（3）均若干，所述车位识别终端（2）、路障引导终端（3）间相互并联，并分别通过物联网通讯网络（4）与识别管理服务器（1）建立数据连接，每个加油机（5）与2—4个车位识别终端（2）连接并构成一个工作组，同一工作组中的车位识别终端（2）分布在加油机（5）轴线两侧，所述工作组数量不少于一个，且各工作组间相互并联，所述路障引导终端（3）数量与加油站进站口和出站口数量一致，且每个进站口和出站口均设一个路障引导终端（3），所述路障引导终端（3）间相互并联，并通过物联网通讯网络（4）与识别管理服务器（1）相互连接，所述路障引导终端（3）另与各工作组的车位识别终端（2）间通过物联网通讯网络（4）联机运行，所述识别管理服务器（1）另通过物联网通讯网络（4）分别与加油站各加油机（5）及加油站主控电路系统建立数据连接；所述的车位识别终端（2）包括光敏传感器（21）、霍尔传感器（22）、承载底座（23）、视频采集桩（24）、接地电极（25）、驱动电路（26），其中所述承载底座（23）为与水平面平行分布的板状框架结构，所述光敏传感器（21）、霍尔传感器（22）环绕承载底座（23）轴线均布在承载底座（23）上端面，并比承载底座（23）上端面低0—10毫米，所述承载底座（23）嵌于加油站路面内，并与地平面平行分布，所述接地电极（25）至少一个，嵌于加油站路面内，并通过导线分别与承载底座（23）下端面及加油站的接地电路电气连接，所述视频采集桩（24）至少一个，与承载底座（23）侧表面连接，并与承载底座（23）上端面垂直分布，且所述视频采集桩（24）上端面比承载底座（23）上端面高至少20厘米，所述驱动电路（26）嵌于视频采集桩（24）内，并分别与光敏传感器（21）、霍尔传感器（22）、视频采集桩（24）、接地电极（25）电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的加油站车牌无人机识别系统，其特征在于：所述的路障引导终端（3）包括视频采集桩（24）、基座（31）、承载柱（33）、导向路标（34）、信号指示灯（35）、显示器（36）、转台机构（32）、及驱动电路（26），其中所述基座（31）为横断面呈矩形的闭合腔体结构，并嵌于加油站路基内，其上端面比地平面高至少5毫米，所述驱动电路（26）嵌于基座（31）内，并分别与视频采集桩（24）、信号指示灯（35）、显示器（36）及转台机构（32）电气连接，其中承载柱（33）与基座（31）上端面垂直连接，所述承载柱（33）上端面通过转台机构（32）与导向路标（34）铰接，并与导向路标（34）下端面垂直分布，所述导向路标（34）1—2个，为与水平面平行分布的柱状结构，并可环绕转台机构（32）转轴进行0°—360°范围旋转，所述视频采集桩（24）、信号指示灯（35）和显示器（36）嵌于导向路标（34）前端面，并与导向路标（34）轴线平行分布，且所述视频采集桩（24）与导向路标（34）间通过转台机构（32）铰接，所述视频采集桩（24）光轴与水平面呈0°—90°夹角。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的加油站车牌无人机识别系统，其特征在于：所述的视频采集桩（24）包括定位杆（241）、驱动导轨（242）、CCD摄像头（243）、3D摄像头（244）、测距装置（245）、滑块（246）及三维位移台（247），其中所述定位杆（241）为横断面呈矩形的柱状腔体结构，所述驱动导轨（242）至少一条，嵌于定位杆（241）前端面并与定位杆（241）轴线平行分布，所述滑块（246）至少一个，其后端面与驱动导轨（242）滑动连接，前端面通过三维位移台（247）分别与一个CCD摄像头（243）和两个3D摄像头（244）铰接，两个所述3D摄像头（244）对称分布在CCD摄像头（243）两侧，且CCD摄像头（243）和3D摄像头（244）光轴相交，焦点位于CCD摄像头（243）光轴上，并位于CCD摄像头（243）前方0.1—10米范围内，所述测距装置（245）与滑块（246）侧表面连接，其轴线与CCD摄像头（243）光轴平行分布。
4.根据权利要求2所述的一种基于物联网的加油站车牌无人机识别系统，其特征在于：所述的驱动电路（26）为基于FPGA、DSP芯片中任意一种为基础的电路系统，所述驱动电路（26）另设多路稳压电源、无线数据通讯装置。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的加油站车牌无人机识别系统，其特征在于：所述的识别管理服务器（1）内设基于SOA体系的主程序系统，同时另构建采用C/S结构和B/S结构的嵌套架构BP神经网络系统，基于二值化运算的连通域图像识别子系统及高清视频信号传输子系统，且BP神经网络系统、基于二值化运算的连通域图像识别子系统及高清视频信号传输子系统均与基于SOA体系的主程序系统连接，且BP神经网络系统另与基于二值化运算的连通域图像识别子系统连接。
6.根据权利要求5所述基于物联网的加油站车牌无人机识别系统的使用方法，其特征在于：包括如下步骤；
S1，系统组网，首先根据加油站布局结构和加油站内加油机（5）的数量及分布位置，分别安装相应的车位识别终端（2）、路障引导终端（3），然后将识别管理服务器（1）安装到加油站主控系统中，并使识别管理服务器（1）通过物联网分别与各车位识别终端（2）、路障引导终端（3）建立数据连接，同时使识别管理服务器（1）通过互联网与外部第三方管理平台建立数据连接，从而完成装配；
S2，识别系统设置，完成S1步骤后，在识别管理服务器（1）中构建基于BP神经网络系统及基于二值化运算的连通域图像识别子系统，同时在识别管理服务器（1）中设置独立的车牌照存储单元，即可完成系统设置；
S3，车牌照识别，完成S2步骤后即可实现车牌照识别作业，在进行车牌照识别时，首先通过车位识别终端（2）对当前加油站内各加油机（5）前加油位状态进行检测，确定待机加油位和正处于加油作业的加油位运行状态持续检测，并对加油完成时间进行同步检测，同时通过车位识别终端（2）的视频采集桩（24）对车辆整体及车牌照信息进行采集并运算识别；然后驱动路障引导终端（3）运行，由视频采集桩（24）对处于加油站进口和出口位置车辆的位置进行检测，并对车辆的整体及车牌照信息进行采集并运算识别；最后将路障引导终端（3）采集的车辆信息和车位识别终端（2）采集信息进行比对运算，对加油站进口处各车辆进行牌照信息识别核对，同时分别生成相应车辆的加油管理路径，并通过路障引导终端（3）的信号指示灯（35）、显示器（36）对车辆行进路线进行指示引导，同时通过转台机构（32）调整导向路标（34）的指引方向，进一步实现对车辆车道进行限制和引导。
7. 根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于：所述的S3步骤中， 在进行车牌照识别时，一方面对车牌照的合法性进行检测识别，另一方面通过对车牌照检测识别，对当前车辆的加油信息进行统计记录，生成车辆加油基础数据，并以此指导后续该车辆加油作业。
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