CN201667130U - 一种汽车牌照自动识别仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种汽车牌照自动识别仪，它包括摄像机、车牌识别仪、传感器及补光单元；其识别仪外接口分别与模拟摄像机、传感器和补光单元连接；车牌识别仪中主要采用专门面向多媒体应用的DSP为主控芯片，该CPU处理系统的接口连接有电源供电转换模块、RS232电平转换模块、网络数据传输模块、数据和程序存储器及图像采集模块；其各部分所构成的系统可通过模拟摄像机采集到的车牌图像和识别结果数据通过CPU处理系统输出的视频数据信号由以太网接口传给上位机进行数据传输。该系统具有集成度高、稳定性好、识别率高、适应性强、性价比优等优点；可广泛应用于高速公路自动化收费系统、车辆超速与超限测量取证系统、停车场管理系统等诸多领域。

Description

一种汽车牌照自动识别仪 

技术领域

本实用新型属于智能交通(ITS)领域中汽车牌照自动识别仪，可广泛应用于高速公路自动化收费系统、城市电子警察系统等领域。 

背景技术

汽车牌照自动识别技术之所以越来越受到有关部门的重视，就是因为汽车牌照是汽车唯一外观的法定身份证，通过对行驶中车辆的牌照识别，管理部门可以更加直接地、有效地对交通和车辆进行动态管理与控制。 

由于计算机硬件技术突飞猛进的发展为研究汽车牌照自动识别的技术研究和产品开发奠定了坚实的技术基础，国内陆续有一批厂商或研究机构纷纷开始对汽车牌照自动识别技术和产品的研究与开发。根据国内的技术、市场的检索与考察，我国绝大多数车牌识别产品存在集成度低、稳定性差、复杂程度大、识别率低等问题。 

传统的车牌识别仪多采用PC104作为系统的处理器，由于PC104为windows操作系统，系统启动速度慢，且长时间运行后会出现系统崩溃现象，给维护增加了相当的难度。在网络世界中病毒总是存在的，因此window系统难免被感染病毒，造成系统无法运行。而DSP属于嵌入式系统，单线程工作，实时性较强，启动速度快，病毒无法攻击，因此DSP处理器拥有其他系统无法比拟的优势。正是由于采用了dm642芯片，使整个系统稳定性增强， 

实用新型内容

本新型发明的目的：是为解决上述识别仪集成度低、稳定性差和识别率低问题提供一种性能稳定及识别率高的汽车牌照自动识别仪。 

为实现发明目的，本实用新型的解决方案可依如下手段实现： 

一种汽车牌照自动识别仪，它包括模拟摄像机、车牌识别仪、传感器及补光单元；其车牌识别仪包括CPU数据处理系统，采用嵌入式芯片DSP为主芯片，该系统集成有以太网接口MAC，通过该以太网接口连接有网络数据传输模块，其数据传输模块输出的数据信号通过其接口J4与上位机连接；CPU数据处理系统视频接口P1通过I2C总线连接有采集视频信号的图像采集模块；CPU数据处理系统接口VCC1.4，VCC1.8，VCC3.3还连接有向各模块提供所需电源的电源供电转换模块，其输出电压V1.4、V1.8接处理系统输入端，其输出电压V3.3接网络数据传输模块；其CPU处理系统存储接口分别接有数据和程序存储器；其数据处理系统外设接口RXD、TXD接有RS232电平转换模块，该RS232电平转换模块输入接电源供电转换模块输出电压V3.3端，其输出端通过其扩展 接口J2分别接模拟摄像机、传感器和补光单元，其模拟摄像机输出一端与图像采集模块(U10)输入端连接，另一端与补光单元输入连接；其所述各部分可构成图像采集闭环控制系统。 

CPU数据处理系统采用面向多媒体的DSP采用芯片TMS320DM642。 

数据存储器采用SDRAM；程序存储器采用FLASHA。 

补光单元，可采用闪光灯或ELD灯。 

该实用新型方案产生的有益效果如下： 

1、该自动识别仪系统性能稳定，质量可靠。该系统识别部分采用面向多媒体的嵌入式DSP芯片，使系统集成数字I/O量的采集/输出、图像采集、车牌识别软件、网络数据传输、RS232数据传输功能。该系统具有集成度高、稳定性好、识别率高、适应性强、性价比优等优点。 

2、该系统设计合理、识别率高、运行速度快。该自动识别仪为闭环控制系统，并采用功能强的DSP芯片，使数据处理时间大大加快，只需150MS，识别率达97％。该系统可广泛应用于高速公路自动化收费系统、城市电子警察系统、公安电子卡口系统、车辆超速与超限测量取证系统、停车场管理系统等诸多领域。 

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本方案作进一步说明。 

图1为汽车牌照自动识别仪整体结构框图； 

图2为图1整体结构电路原理框图； 

图3为图2CPU数据处理系统电路原理图； 

图4～图6为图2电源供电转换模块部分电路原理图； 

图7、图8为图2存储器部分电路原理图； 

图9、图10为图2网络数据传输模块以太网部分电路原理图； 

图11为图2图像采集模块视频解码部分电路原理图； 

图12为图2 RS232电平转换模块电路原理图。 

具体实施方式

下面对本新型方案的实施方式进一步详细描述： 

汽车牌照自动识别仪结构见图1、图2，该汽车牌照自动识别仪，它包括车牌识别仪并分别连接有模拟摄像机、传感器及补光单元，模拟摄像机又与补光单元输入连接。 

其车牌识别仪包括CPU数据处理系统U1，采用嵌入式芯片DSP为主芯片，该系统集成有以太网接口MAC通过该以太网接口连接有网络数据传输模块U9，其数据传输模块输出的数据信号通过其接口J4与上位机连接；CPU数据处理系统视频接口P1通过I2C总线连接有采集视频信号的图像采集模块U10；其处理系统接口VCC1.4，VCC1.8，VCC3.3还连接有向各模块提供所需电源的电 源供电转换模块U2～U4其输出的电压V1.4、V1.8端接处理系统输入端，输出电压V3.3端接网络数据传输模块U9；其CPU处理器系统的存储接口分别接有数据和程序存储器U5～U8；其CPU处理器系统外设接口RXD、TXD接有RS232电平转换模块U11，该电平转换模块输入电压接电源供电转换模块输出电压V3.3端，其输出通过其扩展接口分别接模拟摄像机、传感器和补光单元，其模拟摄像机输出一端与图像采集模块U10输入端连接，其另一端接闪光单元，该闪光单元又接CPU处理器系统，其传感器输出与CPU处理器系统输入端连接；其各部分可构成采集图像闭环控制系统。 

其中，CPU数据处理系统见图3，为了使系统在性能和识别率上有所提高本系统设计中CPU处理器系统采用TI公司的DSP TMS320DM642作为主控制芯片，它是一款专门面向多媒体应用的DSP。该DSP时钟高达600MHz工作频率，8个并行运算单元，处理能力达4800MIPS；采用二级缓存结构；具有64位外接存储器接口，可与数据存储器SDRAM、程序存储器Flash连接；兼容IEEE-1149.1接口JTAG边界扫描；为了面向多媒体体应用，它还集成了3个可配置的视频端口、面向音频应用的MaASP(Multi Channel Audio Serial Port)、10/100Mb/s的以太网MAC接口。鉴于TMS320DM642(以下简称DM642)的上述优点，本系统以DM642为主控芯片，完成视频信号的采集和传输功能。 

电源供电转换模块见图4～图6，该模块包括模块U2～U4主要是实现5V到3.3V和1.4V、1.8的转变，1.4V、1.8V为DSP的CPU处理器系统核心电压，3.3V为DSP的I/O网络数据传输模块和其它的外围器件包括模拟摄像机、补光单元、和传感器供电。该模块采用MAX3223芯片，该芯片采用PWM方式调节电压，输出电流可达3A，并且精度高。 

各存储器见图7、图8，该存储器模块U5～U8，有数据存储器SDRAM和程序存储器FLASH与处理器对应接口连接；数据存储器SDRAM可存储采集数据；程序存储器FLASH可保存用于车牌处理算法的一些字符信息；存储应用和其他信息以保证电源掉电后不丢失数据。其数据存储器SDRAM均采用芯片HY57V283220；程序存储器FLASH采用芯片AM29LV320. 

网络数据传输模块见图9、图10，包括网络数据传输模块模块U9和变压器模块T1变压器模块采用TG110-S050N5；实现和上位机通讯。该网络传输模块采用Intel公司的LXT971_P芯片，LXT971_P支持IEEE802.3标准，提供MII(Media Independent Interface)接口，可以支持以太网接口MAC，而DM642芯片内部集成有以太网媒体存取控制器，所以LXT971_P芯片可以和DM642的接口实现无缝连接。从DM642中传输过来的数据通过LXT971_P转换为以太网物理层能接收的数据，该数据通过网络传输模块和隔离变压器T1及接口J4传输到上位机。 

图像采集模块见图11，该模块U10采用TI公司的TVP5150A芯片，为视频解码电路它将模拟信号转换为标准格式的数字视频信号，然后送DM642视频端口进行处理，并且将行场同步及行场消隐信号分离出来。TVP5150A芯片是TI 公司设计专门适用于便携式移动图像设备的一款低功耗视频解码芯片，其输入端能接收DM642两路复合信号或一路子信号，支持50Hz的YCrCb 4∶2∶2的8bit输出格式和ITU2R BT.656 8bit格式的输出。TVP5150A内部带有振荡器，本系统设计通过对其外接频率为14.31318MHz的振荡器来提供系统时钟，其内部共有100多个寄存器，用户可以通过总线对其进行配置，实现某些功能的选择。 

RS232电平转换模块见图12，该RS232电平转换模块U11为串行通讯芯片采用MAX3223可对电平电压进行转换，其RS232电平转换模块与处理器对应接口连接，其扩展接口J2可分别与模拟摄像机、传感器及补光单元连接； 

其补光单元可采用CX6002闪光灯或ELD灯。 

RS232信号用于控制模拟摄像机，通过采集图像对图像进行分析动态的调整摄像机的参数，实现闭环控制以使采集的图像清晰，质量好。 

由于本系统DM642没有标准的I2C接口和专用的I/O引脚，将DSP的MCB2 SP或HPI口配置为I/O来实现软件模拟I2C接口。 

该系统工作原理： 

接通电源该系统上电或复位后，从程序存储器Flash加载程序，完成对各模块的初始化和外围硬件的配置工作；当传感器有车牌信号传到CPU处理器系统时系统启动，同时处理器输出控制信号控制闪光单元，即闪光灯或LED灯闪光；之后从模拟摄像机采集到的模拟视频信号经过采集模块的视频解码器转换为数字视频信号，送入CPU数据处理系统的视频通道端口。CPU数据处理系统将接收到的数字视频信号再通过CPU数据处理系统转换为以太网物理层能接收的数据，该数据通过接口J4传输到上位机。 

Claims (4)

1.一种汽车牌照自动识别仪，它包括模拟摄像机、车牌识别仪、传感器及补光单元；其特征在于：车牌识别仪包括CPU数据处理系统(U1)，采用嵌入式芯片DSP为主芯片，该系统集成有以太网接口MAC，通过该以太网接口连接有网络数据传输模块(U9)，其数据传输模块输出的数据信号通过其接口(J4)与上位机连接；CPU数据处理系统视频接口(P1)通过I2C总线连接有采集视频信号的图像采集模块(U10)；CPU数据处理系统接口(VCC1.4，VCC1.8，VCC3.3)还连接有向各模块提供所需电源的电源供电转换模块(U2～U4)，其输出电压V1.4、V1.8端接处理系统输入端，其输出电压V3.3端与网络数据传输模块(U9)连接；其CPU处理系统存储接口分别接有数据和程序存储器(U5～U8)；其数据处理系统外设接口(RXD、TXD)还接有RS232电平转换模块(U11)，该RS232电平转换模块输入接电源供电转换模块输出电压V3.3端，其输出端通过其扩展接口(J2)分别接模拟摄像机、传感器和补光单元，其模拟摄像机输出一端与图像采集模块(U10)输入端连接，另一端与补光输入单元连接；其所述各部分可构成图像采集闭环控制系统。

2.根据权利要求1所述的汽车牌照自动识别仪，其特征在于：CPU数据处理系统采用面向多媒体的DSP，采用芯片TMS320DM642。

3.根据权利要求1所述的汽车牌照自动识别仪，其特征在于：数据存储器采用SDRAM；程序存储器采用FLASHA。

4.根据权利要求1所述的汽车牌照自动识别仪，其特征在于：补光单元，可采用闪光灯或ELD灯。 

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