CN201757914U - 基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统 - Google Patents

基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统 Download PDF

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辛帅
金森元
何康康
童治国
张磊
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Abstract

本实用新型涉及一种基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统,其包括车牌识别控制处理模块、车辆感应模块、权限控制模块和指令输出处理模块,所述的车牌识别控制处理模块分别连接所述的车辆感应模块、权限控制模块和指令输出处理模块。采用了本实用新型的基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统,在获取了要求通过车辆的车牌信息后,其权限控制模块确认车辆是否具有通过权限,并将结果送至车牌识别控制处理模块,由其控制指令输出处理模块输出指令,从而实现了基于车牌信息识别的全自动的道闸控制,免去了人工操作,避免了由此可能产生的误操作,大大提升了道闸的通行效率。

Description

控系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及车辆通行管理系统领域,特别涉及自动道闸控制系统领域,具体 是指一种基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统。
背景技术
[0002] 将车牌识别设备应用于道闸控制设备中在现有技术中是较为常见的,其中主要包 括以下几类:
[0003] 1、基于车辆图像对比的自动道闸控制。在停车场系统管理中,实现车辆出入停车 场图像的对比,有效防止车辆的丢失。车辆对比功能可以将入场的车辆外形和车牌编号摄 录下来并保存在服务器数据库中,当车辆出场读卡时,屏幕上自动出现车辆在出口处摄录 图像和在入口处摄录的图像,操作人员可以将出场的车辆与服务器中记录的IC卡号和摄 录的图像进行对比,在确定卡号、车形、车牌编号等与记录相符后,启动自动道闸升起闸杆, 放行车辆。(赵皎平,王远,唐斌.某大厦停车场管理系统实例,智能建筑与城市信息[J], 2006,111 :20-26)使用该控制方法的产品主要包括上海强智楼宇设备有限公司自动道闸
女口
广PR o
[0004] 2、基于IC卡与车牌对比的自动道闸控制。在停车场系统管理中,车牌自动识别确 保各用户手中的IC卡与其车牌号码一一对应,一车一卡。(任昌锋,停车场通道管理与车位 引导的解决方案,智能建筑与城市信息[J],2006,110:33-35)使用该控制方法的产品主要 包括深圳市南泽电子有限公司自动道闸产品以及顺佳电子科技有限公司自动道闸产品。
[0005] 3、谢刚等建议,在停车场系统管理的出口管理子系统中,可以以车牌识别为主,车 标识别和车身颜色识别为辅,来杜绝通过更换车牌盗窃车辆的情况。当车牌识别正确,而车 标或者车身颜色识别错误时,由于不能判断是否为识别系统自身的错误,此时需要通过人 工比对图像来查看车辆是否为偷盗车辆。(谢刚,刘正熙,卢建斌,林向炜,基于多种车辆特 征信息识别的停车场管理系统,计算机应用研究[J],2006,2 :175-1801)
[0006] 上述的第3中方案也应用于王微伶等人设计的交通枢纽车库管理系统中。(王微 伶,陈允强.交通枢纽车库管理系统架构实例分析,智能建筑与城市信息[J],2009,154: 29-32)
[0007] 但是,在上述的研究与应用中,车牌识别系统仅作为自动道闸系统的一种辅助手 段,都不能实现对道闸的全自动控制,也无从实现车辆通行的自动管理,最终仍需操作人员 在核对车辆信息之后,通过人工方式控制道间起落来,大大影响了道间的通行效率。
实用新型内容
[0008] 本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点,提供一种实现道闸全自动控 制,提升道闸通行效率,结构简单,成本低廉,适用范围广泛的基于识别车牌与权限控制的 道闸自动管控系统。
[0009] 为了实现上述的目的,本实用新型的基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系
3统具有如下构成:
[0010] 该系统包括车牌识别控制处理模块、车辆感应模块、权限控制模块和指令输出处 理模块,所述的车牌识别控制处理模块分别连接所述的车辆感应模块、权限控制模块和指 令输出处理模块。
[0011] 该基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统中,所述的车牌识别控制处理模 块包括摄像单元和主控单元,所述的摄像单元与所述的主控单元相连接,所述的主控单元 分别连接所述的车辆感应模块、权限控制模块和指令输出处理模块,所述的摄像单元为高 清摄像机。
[0012] 该基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统中,所述的权限控制模块包括权 限识别处理单元和存储单元,所述的权限识别处理单元分别与所述的存储单元和所述的车 牌识别控制处理模块相连接。
[0013] 该基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统中,所述的指令输出处理模块包 括设置于道闸位置的电动道闸、信号灯和声光报警器中的一个或多个,所述的电动道闸、信 号灯和声光报警器中的一个或多个连接所述的车牌识别控制处理模块。所述的电动道闸包 括一间杆和一继电器,所述继电器连接并控制所述的间杆,所述的继电器还连接所述的车 牌识别控制处理模块。
[0014] 该基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统中,所述的车辆感应模块包括数 个设置于道间位置的感应线圈,所述的各感应线圈均与所述的车牌识别控制处理模块相连 接。所述的数个感应线圈至少包括分别设置于道闸两侧的各一个感应线圈。
[0015] 采用了本实用新型的基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统,在获取了要 求通过车辆的车牌信息后,其权限控制模块根据车牌信息确认车辆是否具有通过道间的权 限,并将确认结果发送至车牌识别控制处理模块,由车牌识别控制处理模块控制指令输出 处理模块输出允许通过或禁止通过的指令,从而实现了基于车牌信息识别的全自动的道闸 控制,免去了人工操作,避免了由此可能产生的误操作,进而大大提升了道闸的通行效率。
附图说明
[0016] 图1为本实用新型的基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统的功能模块 结构示意图。
[0017] 图2为本实用新型的基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统的架构示意 图。
[0018] 图3为本实用新型的基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统的道口设备 相对位置示意图。
[0019] 图4为利用本本实用新型的基于车牌信息识别与权限管理的自动道闸控制方法 的步骤流程图。
具体实施方式
[0020] 为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容,特举以下实施例详细说明。
[0021] 请参阅图1及图2所示,为本实用新型所提供的基于识别车牌与权限控制的道闸 自动管控系统的一种实施方式。其中,图1为所述系统的功能模块结构图,图2为架构示意
4图。
[0022] 该系统包括车牌识别控制处理模块、车辆感应模块、权限控制模块和指令输出处 理模块,所述的车牌识别控制处理模块分别连接所述的车辆感应模块、权限控制模块和指 令输出处理模块。
[0023] 其中,所述的车牌识别控制处理模块包括摄像单元和主控单元,所述的摄像单元 与所述的主控单元相连接,所述的主控单元分别连接所述的车辆感应模块、权限控制模块 和指令输出处理模块。
[0024] 所述的摄像单元为高清摄像机,用以拍摄要求经过道口的车辆的图像。该高清摄 像机的技术指标需要满足以下要求:
[0025] a)拍摄范围可控制同方向全部车道并实现无盲区监控;
[0026] b)通过车辆车速在5km/h〜140km/h范围内时,车辆图像捕获率大于99% ;
[0027] c)在行业标准标注的适用条件下,系统白天车辆号牌识别率大于90%,号牌识别 准确率大于85% ;夜间车辆号牌识别率大于85%,号牌识别准确率大于75% ;
[0028] d)允许车速范围:40公里/小时〜120公里/小时;
[0029] e)测速误差:士6%以内,120公里/小时以上测速误差在士 10%以内;
[0030] f)供电电源:AC220V 士 20% ;
[0031] g)整机功耗:<30W;
[0032] h)工作温度:-20°C〜+70°C ;
[0033] i)工作湿度:20% 〜95% ;
[0034] j)设备平均无故障时间大于10000小时。
[0035] 所述的主控单元为道口控制计算机。
[0036] 该基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统中,所述的车辆感应模块包括数 个设置于道间位置的感应线圈,所述的各感应线圈均与所述的车牌识别控制处理模块相连 接。所述的数个感应线圈至少包括分别设置于道闸两侧的各一个感应线圈。在本实施方式 中,车辆感应模块包括三个埋地感应线圈,其中两个设置于车辆驶入一侧,一个设置于车辆 驶出一侧。
[0037] 该基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统中,所述的权限控制模块为一权 限管理服务器,所述的权限控制模块包括权限识别处理单元和存储单元,所述的权限识别 处理单元分别与所述的存储单元和所述的车牌识别控制处理模块相连接。其中存储单元内 存有预设入的车辆通行权限数据,权限识别处理单元根据车牌信息查找存储单元内的权限 数据。
[0038] 该基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统中,所述的指令输出处理模块包 括设置于道闸位置的电动道闸、信号灯和声光报警器中的一个或多个,所述的电动道闸、信 号灯和声光报警器中的一个或多个通过串行接口连接所述的车牌识别控制处理模块的主 控单元,即连接道口控制计算机。所述的电动道间包括一间杆和一继电器,所述继电器连接 并控制所述的间杆,所述的继电器还连接所述的车牌识别控制处理模块。所述的信号灯为 红绿信号灯。
[0039] 本实施方式中的电动道闸的技术指标需要满足以下要求:
[0040] a)工作电源:AC220V 士 20% ;
5[0041] b)整机功耗:> 150W ;
[0042] c)升降时间:1. 5秒〜6秒可选;
[0043] d)工作温度:-20°C〜+85°C ;
[0044] e)闸杆长度:3米〜6米可选;
[0045] f)设备机芯:电机和减速机相连的一体机芯;
[0046] g)工作湿度:5 %〜95 %。
[0047] 需要说明的是,在该基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统中,设置于道 闸附近的装置,包括感应线圈、高清摄像机和间杆,其相对位置应当满足当车辆进入感应线 圈设置的位置时,高清摄像机能拍摄到车牌所在的位置,而不被间杆遮挡的条件。
[0048] 为满足该条件上述条件,在本实施方式中,感应线圈、高清摄像机和闸杆的相对位 置如图3所示,该设置需要参考以下数据:
[0049] a)车头号牌高度14cm ;
[0050] b)车头号牌上沿距地最大93cm,下沿距地最小22cm,绝大部分的机动车号牌上沿 距地都在70cm之内;
[0051] c)闸杆的宽度13cm,上沿距地面94cm,上升时间为2〜5秒,下降时间为2〜4 秒;
[0052] d)从拍摄图像、号牌识别、权限查找直到发送抬闸杆信号的时间为1秒以内。
[0053] 因此感应线圈、高清摄像机和闸杆的相对位置应符合下列参数:高清卡口摄像机 高3米,采用16mm镜头,9. 3米抓拍距离,抓拍点与闸杆的距离是7米,在此情况下,拍摄时 闸杆投影在车辆号牌投影下方,从侧视图可以得出,车辆距离间杆3米,号牌不会被遮挡。
[0054] 在本实施方式中,两个感应线圈设置于车辆驶入一侧,当有车辆经过其上方,则高 清摄像机进行拍摄;第三个感应线圈位于驶出一侧,用于感应车辆驶出一侧,以方便控制闸 杆落下。若不包括车辆驶出一侧的感应线圈,则会产生闸杆落下过早,砸到车辆的情况。
[0055] 如图4所示,为本实用新型的利用上述的基于识别车牌与权限控制的道闸自动管 控系统进行控制的方法的一种实施方式,该方法包括以下步骤:
[0056] (1)车辆感应模块感应到车辆进入,将车辆进入感应信号发送至车牌识别控制处 理模块;
[0057] (2)车牌识别控制处理模块识别车辆的车牌信息,然后将车牌信息发送至权限控 制模块,包括以下步骤:
[0058] (a)主控单元接收到车辆感应模块发出的车辆进入感应信号,主控单元向摄像单 元发出拍摄指令;
[0059] (b)摄像单元连续拍摄多幅照片,并将照片发送至主控单元;
[0060] (c)主控单元分析所获得的照片产生车辆的车牌信息;
[0061] (d)主控单元将车牌信息送至权限控制模块;
[0062] (3)权限控制模块根据车牌信息确认该车辆是否具有通过道闸的权限,再将确认 的结果发送至车牌识别控制处理模块,包括以下步骤:
[0063] (a)权限控制模块根据车牌信息查找存储单元中的权限记录;
[0064] (b)若查找到相应的权限记录,则权限识别处理单元向车牌识别控制处理模块的 主控单元发出确认有权限信号,若未查找到相应的权限记录,则发出确认无权限信号;
6[0065] (4)车牌识别控制处理模块根据权限确认结果向指令输出处理模块发出相应的指 令信号,包括以下步骤:
[0066] (a)主控单元收到权限控制模块的权限识别处理单元发出的确认信号;
[0067] (b)若为确认有权限信号则主控单元向指令输出处理模块发出允许通过指令信 号,若为确认无权限信号则主控单元向指令输出处理模块发出禁止通过指令信号;
[0068] (5)指令输出处理模块根据指令信号输出指令,包括以下步骤:
[0069] (a)电动道闸、信号灯和声光报警器均收到由主控单元发出的指令信号;
[0070] (b)若为允许通过指令信号则继电器控制闸杆抬起,信号灯显示绿灯,声光报警 器不工作,若为禁止通过指令信号则继电器控制间杆落下,信号灯显示红灯,声光报警器报m.
曰 ,
[0071] (6)车辆感应模块感应到车辆驶出,将驶出感应信号发送至车牌识别控制处理模 块;
[0072] (7)车牌识别控制处理模块停止向指令输出处理模块发出指令信号;
[0073] (8)指令输出处理模块回复到初始状态,结束控制,包括以下步骤:
[0074] (a)电动道闸、信号灯和声光报警器均停止收到由主控单元发出的指令信号;
[0075] (b)继电器控制闸杆落下,信号灯显示红灯,声光报警器不工作。
[0076] 以下是将本实用新型的基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统应用于具 有10个道闸位置的厂区的实施方式,主要的硬件设备包括:
[0077] 1、位于指挥中心的10TB磁盘阵列,安装有Oracle数据库,10个道闸的26条车道 高清卡口数据需要实时传输至指挥中心,进行集中存储和管理;
[0078] 2,20台出入口管理计算机,实时从中心服务器读取车辆权限数据、识别后的车辆 号牌数据等,并实现对道闸、信号机的控制功能;
[0079] 3、其它多个车辆权限管理服务器,需与指挥中心服务器之间进行数据通讯,实时 上传和存储车辆权限数据;
[0080] 4、电动道闸20台,符合上述规定的技术指标;
[0081] 5、高清卡口摄像机20套,符合上述规定的技术指标;
[0082] 6、信号机20台(红绿双信号灯),通过串口控制;
[0083] 7、声光报警器20套;
[0084] 8、线圈、电缆与网线等其他设备。
[0085] 该实施方式中的控制方法如下:
[0086] 1、车辆压到第一个线圈,且第二个线圈没车,抓拍图片。抓拍图片如果无号牌,相 距1秒,2秒再次抓拍,共抓拍3次。识别出号牌,转第二步,如第三次无号牌,转人工处理。 (道闸状态:未知,信号灯状态:红色)
[0087] 2、车辆压到第一个线圈,且第二个线圈有车,等车过后,延时4秒抓拍图片。抓拍 图片如果无号牌,相距1秒,2秒再次抓拍,共抓拍3次。识别出号牌,转第二步,如第三次无 号牌,转人工处理。(道闸状态:未知,信号灯状态:红色)
[0088] 3、将识别后的车牌号码以电文形式传至权限管理系统
[0089] 4、由系统将车牌号码与数据库中的权限信息作比较,如果该车辆不具有通行权 限,则进行声光报警并拦截(道闸状态:降下;信号灯状态:红灯);如果该车辆具有通行权
7限,则向道闸发送信号,使其升起闸杆,同时向信号灯发送转绿信号。
[0090] 5、信号灯转绿,道闸升起。(道闸状态:升起,信号灯状态:绿色)
[0091] 6、车辆同时压到第一个线圈和第二个线圈,判断当前是绿灯,那么就变红,如果是 红灯,就延时3秒钟变红。(道间状态:升起,信号灯状态:红色)
[0092] 7、车辆出第二个线圈,第1步再次准备执行。
[0093] 8、车辆通过第三个线圈,道闸降下,信号灯变红(道闸状态:降下,信号灯状态:红 色)
[0094] 在本实施方式中,一次自动道闸控制周期(一辆车通过)中,各动作所需时间如下 表所示:
[0095]
Figure CN201757914UD00081
[0096] 道闸自动控制动作耗时表
[0097] 在本实用新型的应用中,需要预先将确定道闸的通行权限记录输入权限控制模块 的存储单元。当车辆感应模块感应到车辆进入,则将车辆进入感应信号发送至车牌识别控 制处理模块;然后,车牌识别控制处理模块识别车辆的车牌信息,并将车牌信息发送至权限 控制模块;权限控制模块根据车牌信息确认该车辆是否具有通过道间的权限,再将确认的 结果发送至车牌识别控制处理模块;车牌识别控制处理模块根据权限确认结果向指令输出 处理模块发出相应的指令信号;指令输出处理模块根据指令信号输出指令;车辆感应模块 感应到车辆驶出,将驶出感应信号发送至车牌识别控制处理模块;车牌识别控制处理模块 停止向指令输出处理模块发出指令信号;指令输出处理模块回复到初始状态,并结束控制。
[0098] 采用了本实用新型的基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统,在获取了要 求通过车辆的车牌信息后,其权限控制模块根据车牌信息确认车辆是否具有通过道间的权 限,并将确认结果发送至车牌识别控制处理模块,由车牌识别控制处理模块控制指令输出 处理模块输出允许通过或禁止通过的指令,从而实现了基于车牌信息识别的全自动的道闸 控制,免去了人工操作,避免了由此可能产生的误操作,进而大大提升了道闸的通行效率。 另外,车牌识别控制处理模块所拍摄的图片也可以用于事后的查找,其包含的车辆信息,甚 至驾驶员信息,为追溯提供了直接的依据。本实用新型的结构简单实用,制造成本低廉,应 用范围广泛。
[0099] 在此说明书中,本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是,很显然仍可以 作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此,说明书和附图应被认为是 说明性的而非限制性的。

Claims (8)

  1. 一种基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统,其特征在于,所述的系统包括车牌识别控制处理模块、车辆感应模块、权限控制模块和指令输出处理模块,所述的车牌识别控制处理模块分别连接所述的车辆感应模块、权限控制模块和指令输出处理模块。
  2. 2.根据权利要求1所述的基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统,其特征在 于,所述的车牌识别控制处理模块包括摄像单元和主控单元,所述的摄像单元与所述的主 控单元相连接,所述的主控单元分别连接所述的车辆感应模块、权限控制模块和指令输出 处理模块。
  3. 3.根据权利要求2所述的基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统,其特征在 于,所述的摄像单元为高清摄像机。
  4. 4.根据权利要求1所述的基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统,其特征在 于,所述的车辆感应模块包括数个设置于道闸位置的感应线圈,所述的各感应线圈均与所 述的车牌识别控制处理模块相连接。
  5. 5.根据权利要求4所述的基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统,其特征在 于,所述的数个感应线圈至少包括分别设置于道闸两侧的各一个感应线圈。
  6. 6.根据权利要求1所述的基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统,其特征在 于,所述的指令输出处理模块包括设置于道闸位置的电动道闸、信号灯和声光报警器中的 一个或多个,所述的电动道间、信号灯和声光报警器中的一个或多个连接所述的车牌识别 控制处理模块。
  7. 7.根据权利要求6所述的基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统,其特征在 于,所述的电动道闸包括一闸杆和一继电器,所述继电器连接并控制所述的闸杆,所述的继 电器还连接所述的车牌识别控制处理模块。
  8. 8.根据权利要求1所述的基于识别车牌与权限控制的道闸自动管控系统,其特征在 于,所述的权限控制模块包括权限识别处理单元和存储单元,所述的权限识别处理单元分 别与所述的存储单元和所述的车牌识别控制处理模块相连接。
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