TWM461270U - 車輛進出入系統 - Google Patents

Description

車輛進出入系統

本創作為一種車輛進出入系統，特別是提供利用攝影機拍攝進入管制場合的車輛而搜尋與辨識車牌，達到即時控制閘門讓車輛順暢進入的一種管制系統。

習知技術提供各種停車場車輛進出管理的方式，其目的不外乎是為了安全的緣故，以及驗證進入車輛的身份，特別是私人的停車場所，一般管理方法包括人力判斷、駕駛人手持識別證明、車輛車牌拍攝辨識，以及可能應用射頻識別標籤(RFID)的管理方式。

習知技術可參照中華民國專利第I246321號(公告日：2005/12/21)所載利用遠端隨選視訊監控系統作為停車場管理的技術，利用視訊監控技術作為路口監控、門禁監控、停車場監控等，主要技術在於利用影像拍攝的方式，將監控場合的畫面儲存於特定儲存器中，當有任何狀況產生時，可以調閱，或是提供人員透過網頁方式進行遠端監視。

另有習知技術如中華民國專利第I271667號(公告日：2007/01/21)，其揭露一種中控式無人停車場管理系統，也就是經判斷車輛到達時，拍攝車輛影像並辨識車牌，藉此比對車輛是否被允許進入，此系統主要利用車牌自動辨識技術達到車輛管理的目的。根據此案揭露內容，當車輛於進出停車場時，會被車輛偵測器偵測車輛到達，之後透過攝影機對車輛進行取像以進行車牌 辨識，車牌辨識的結果將會與影像辨識電腦之合格車輛資料庫進行比對，作為是否開啟柵欄的判斷依據。

習知技術對於停車場車輛進出入的管制方式多是應用影像拍攝、車牌辨識，之後由管理人員控制閘門或是駕駛者透過手持的閘門遙控器控制閘門啟閉，亦有前案是當車輛進入閘道，透過識別卡辨識身份後開啟閘門進入停車場。

有別於習知技術用於一般如停車場等車輛管制場所的進出入管制方式，本創作提出一種車輛進出入系統，採用一可以拍攝一或多個車道範圍的攝影機，拍攝進入車輛管制場所的車輛並進行即時辨識車牌，當車輛進入各閘門車道時，因為在先前已經透過影像辨識取得車牌與判斷是否為允許進入的車輛，因此可以讓車輛可在不必停駛的狀況下就能開啟閘門而直接進入車輛管制場所。

根據實施例，本創作揭露書所描述的車輛進出入系統包括拍攝進入一車輛進出入口的攝影機，以及用以處理拍攝的車輛影像與辨識車牌的車輛進出入管制主機。攝影機視野涵蓋車輛進出入口之一或多個車道，各車道設有一車輛感應器。

車輛進出入管制主機包括有接收攝影機拍攝影像訊號的影像擷取單元、暫存影像訊號的記憶體、辨識車牌的車牌辨識單元、儲存登記車輛車牌的車牌資料庫單元、比對該與驗證車牌的處理單元，另有連接閘門而控制閘門的閘門控制器。

根據實施例之一，前述攝影機可設於拍攝進入車輛進出入口的各車輛前方車牌或是後方車牌的位置。

攝影機為求取得較廣角的影像，可以採用包括多個影像感測單元的攝影機，各影像感測單元拍攝不同視角，之後以一影像結合單元同步而無縫地將影像銜接起來。

當車輛進入管制場合之進出入口且尚未進入車道時，攝影機已經取得車輛影像，並且即時判斷車牌位置並予以識別，因此當車輛進入車道時，此時應已完成識別，因此系統透過設於車道上的車輛感應器判斷車輛進入的時間，能夠即時開啟閘門讓車輛直接進入，不需一般停駛後執行身份識別的步驟。根據實施例，車輛感應器可為設於車道上的重量感應器，或是一種光遮斷器。

車輛進出入系統為防止車輛無法透過影像識別與車牌辨識判斷是否允許進入的情況，將可設有一備用身份識別裝置。

根據實施例，車牌辨識的方式是根據由攝影單元所拍攝的影像，利用掃描全幀與尋邊的方式，依據車牌的特徵(如明顯的框邊與明顯的字母)取得車牌位置，並持續追蹤所辨識出的車輛的車牌位置，直到車牌內容辨識出為止。

10‧‧‧車輛

101‧‧‧車牌

12‧‧‧拍攝範圍

103‧‧‧攝影機

14‧‧‧車輛感應器

105‧‧‧閘道

107‧‧‧閘門驅動器

109‧‧‧閘門

20‧‧‧車輛

201‧‧‧車牌

22‧‧‧拍攝範圍

203‧‧‧攝影機

24,26‧‧‧車輛感應器

207,208‧‧‧閘道

209,210‧‧‧閘門驅動器

211,212‧‧‧閘門

30‧‧‧攝影模組

301‧‧‧第一影像感測單元

302‧‧‧第二影像感測單元

303‧‧‧第三影像感測單元

31‧‧‧影像結合單元

40‧‧‧車輛進出入管制主機

4‧‧‧車輛

42‧‧‧攝影機

46‧‧‧車輛感應器

44‧‧‧閘門

401‧‧‧處理單元

403‧‧‧記憶體

405‧‧‧影像擷取單元

407‧‧‧車牌資料庫單元

408‧‧‧感應器介面

409‧‧‧閘門控制器

404‧‧‧車牌辨識單元

50‧‧‧攝影機

5‧‧‧車輛

501‧‧‧閘門

503‧‧‧無線讀卡裝置

55‧‧‧車牌

圖1顯示為本創作車輛進出入系統實施例之一的現場設置圖；圖2顯示為本創作車輛進出入系統實施例之二的現場設置圖；圖3顯示應用於本創作車輛進出入系統之攝影機示意圖；圖4顯示為本創作車輛進出入系統之各電路元件實施例方塊圖；圖5顯示應用本創作系統的設施實施例之一示意圖。

本創作揭露書描述一種車輛進出入系統，主要技術特徵是，此車輛進出入系統設置在一個車輛管制場所，如停車場、有進出入閘門的場所或建築物等，而且特別需要身份識別後才能進入的場所，當有車輛接近此進出入口時，本創作所提出的系統設有一攝影機，能夠取得進入車輛的車牌位置並辨別出車牌內容(如車號)，在尚未進入閘道時，已經完成驗證，因此通過驗證的車輛可 以因為在較早時間已經確認允許進入，系統將根據進入的閘道(有多個閘道的實施例)先開啟閘門，讓車輛可以不用停止就可以直接駛入。

圖1顯示為本創作車輛進出入系統實施例之一的現場設置圖。

其中顯示有車輛10，可為各種設有車牌辨識的交通工具，車輛10設有車牌101，系統提供的攝影機103拍攝範圍12(如圖中以虛線所標示涵蓋的範圍)涵蓋車輛進入的車道，此處的車道定義為進入閘道(閘門前的位置)前的車輛行經路線，因此此攝影機103能夠在車輛處於一定距離以外的位置時已經取得影像，並繼續根據車牌的特徵確認具有車輛車牌的影像，再取得車牌位置並予以辨識，車牌的特徵主要為有明顯的邊框以及當中有確實的字母，這些特徵可以快速透過掃描一連續影像取得車牌位置，再可以移動的特徵確認並非背景影像。

根據實施例之一，當車輛進入閘門109前的閘道105時，若在之前的辨識車牌已經驗證程序已經完成，並且確認該車輛為允許進入的車輛，即可以在車輛進入閘道105前開啟閘門109，讓車輛可以順利直接駛入，而不用完全停止等待驗證結果，或是如一般習知技術的方式需要停止在閘門109前利用習知的技術驗證身份，如常用的識別卡、射頻識別標籤(RFID)。

車輛進出入系統在閘道105的地面上可設有感應經過車輛的車輛感應器14，特別是在多個閘道105(如圖2)的系統中需要透過車輛感應器14知道車輛所要進入的閘道105為哪一條。車輛感應器14的目的除了讓系統知悉車輛進入的車道外，更可感知車輛到達閘道的時間，使用的方式包括利用設於地面的感應線圈、感壓電路等可以感測重量的裝置，在本創作實施例中並不排除使用其他感應器，比如紅外線遮斷感應、無線電感應等。

在此車輛進出入系統中，當有車輛進入閘道105前的車道時，因為攝影機103持續(或是透過感應啟動)拍攝現場畫面，能夠 快速掌握到有進入的車輛，並進而執行影像處理找到車牌位置，並提供車牌辨識的功能。之後，經確認車牌號碼為允許進入此車輛管制場所的名單，即於適當時機驅動閘門驅動器107開啟如柵欄型式閘門109，這個驗證程序可以讓車輛可以在不用停止的情況下進入車輛管制場所。

在此實施例中，因為僅設有一閘道105，因此可以在車輛通過驗證時開啟閘門109，但仍可採用前述車輛感應器14確認車輛進入閘道105的時機，在最適當的時間開啟閘門109。閘門109的實施方式包括柵欄型式的閘門，亦可為設於地上的阻擋器、門，或是其他具有阻擋車輛效果的方式。

接著如圖2所示本創作車輛進出入系統實施例之二的現場設置圖。

在此實施例中，車輛20設有車牌201，同樣進入了攝影機203的拍攝範圍22，透過處理攝影機203拍攝的前後影像判斷出有移動物件進入拍攝範圍22，可透過影像尋邊的技術找到車牌201的位置，並執行辨識。

此例中，車輛管制場所設有兩個閘道207,208，並分別設有兩個車輛感應器24,26，然而此數目並非用於限制本創作的實施內容。兩個車輛感應器24,26主要目的在於感應車輛20所要進入的閘道207,208為何。

如圖1所載的內容，當車輛20進入攝影機203的拍攝範圍22，系統的影像處理機制將會得出車牌201位置，並辨識車牌201號碼，經驗證過允許進入的車輛20進入前述車輛感應器24,26的感測範圍時，即可判斷出進入的閘道207或208，再產生控制訊號控制對應的閘門驅動器209或210開啟閘門211或212。

在前述所描述的實施例中，可知本創作係透過影像拍攝、辨識等方式先驗證進入車輛是否被允許進入車輛管制場所，因此可在車輛進入閘道前驗證完成。經驗證通過，除了可以發出適當的 提醒訊息外，更能在車輛接近閘道附近時，已經開啟閘門，使得車輛可以在不用停止的情況下直接進入，除了簡略一些保全必要的身份驗證程序外，更是一個省汽車燃料、省時間的方式。

圖3示意顯示應用於本創作車輛進出入系統之攝影機示意圖。

為了達到本創作能夠在車輛進入車道前就完成車牌識別，攝影機應有高解析度、廣角與快速處理的能力，為了達到廣視角或是涵蓋所需範圍的目的，攝影機可以如圖3顯示設有多個影像感測單元的攝影裝置。

圖示中的攝影模組30內設有如第一影像感測單元301、第二影像感測單元302與第三影像感測單元303等影像感測器，各個影像感測器分別擷取不同角度的影像，之後由一以硬體電路或是軟體方法實現的影像結合單元31將影像銜接起來，藉此達成廣視角的目的，特別可用於多閘道的進出入口，系統再以此連續畫面判斷出車輛進入與其車牌位置。

影像結合單元31將自攝影模組30取得的多個不同視角的影像透過影像邊緣的關聯性將影像無縫地結合起來，關聯性包括依照時間的同步影像、影像邊緣的物件畫素等，因此可以產生廣視角的功效。在本創作實施例則是藉此可以拍攝多個車道的影像。

經影像結合單元31處理的影像將接著由如圖4所揭示的車輛進出入管制主機(40)所取得，暫存於記憶體中，可以繼續辨識車牌影像，利用尋邊取得車牌位置後，再透過車牌追蹤的手段持續辨識，直到完成車牌辨識，最後再將得出的車號比對名單。

圖4接著顯示本創作車輛進出入系統之各電路元件實施例方塊圖。

圖中示意顯示一種車輛進出入系統，主要元件有設於車輛進入閘道的上方或是特定位置的攝影機42，用以拍攝進入車輛4進出入口的影像，攝影機42視野涵蓋車輛進出入口之一或多個車道，各車道設有一車輛感應器46。此例中，有一車輛4進入而靠 近閘門44，車輛4進入此區域時，下方的車輛感應器46會感應出車輛進入，因此系統會藉此取得車輛進入此車道的位置(若有多車道)與時間。

根據實施例，車輛感應器6可為一種重量感應器，其中設有線圈，當車輛4經過而重壓路面，感應線圈會因為重量壓迫而產生訊號，這個訊號由後端車輛進出入管制主機40接收，因此作出車輛4進入車道的位置與時間的判斷。其他實施方式不排除可採用一種光遮斷器，如設有一紅外線發射器，當車輛進入時會遮斷光束，以此方式判斷有車輛進入車道，同樣提供車輛進出入管制主機40判斷車道位置與車輛4進入的時間。

此例中，車道上設有閘門44等相關設施，可以作為判斷是否允許車輛4通過的障礙，系統於車輛進入車道之前已經透過攝影機42取得影像並辨識車牌後，若為允許進入的車輛，則再由車輛感應器46得知進入車道的時間，因此可以即時開啟閘門44讓車輛4在不用停駛的情況下順利通過。

為實現本創作之技術，車輛進出入管制主機40至少包括電性連接各電路單元以及處理訊號的處理單元401，處理單元401主要工作在比對車牌而驗證車輛，主要電路單元包括記憶體403、車牌辨識單元404、影像擷取單元405、車牌資料庫單元407、感應器介面408以及閘門控制器409。圖式所示的系統將可依照需要引入其他電路模組，比如可以設有反應事件用的警報器(未顯示)、避免車輛無法辨識的問題而可設有一備用身份識別裝置(未顯示)等。

車輛進出入管制主機40內設有接收攝影機42所拍攝影像訊號的影像擷取單元405，影像訊號經此影像擷取單元405取得後先暫存於主機40內的記憶體403中。接著由車牌辨識單元404自暫存於記憶體403內的影像訊號中利用辨識技術辨識出車牌，辨識方式如前述，包括可根據車牌的特徵利用影像處理的方式尋找車 牌，以及辨識出車牌號碼。其中車牌辨識即根據車牌的影像特徵，比如虛擬一個物件框，從各幀的頭至尾順序掃描，當物件框在特定位置中掃描得出有一個四方形，有顯著的邊框，也可配合純色底色(如白色、黃色、綠色等)的特徵，以及明顯的英文與數字的組合車號，即可判斷出此疑似為一車牌，再可透過尋邊(edge finder)的技術取得車牌位置。根據一個物件特徵(如車牌)定位以及車號字母的辨識則可採用習知影像辨識的技術，在此並不贅述。

接著處理單元401由車牌辨識單元404取得當下進入進出入口的車輛車牌號碼，以此比對一儲存登記車輛車牌的車牌資料庫單元407中的資料，可以驗證自影像訊號中判斷的車牌。當車牌為允許進入的車輛所有，此時車輛駕駛或將車輛4駛入特定車道，系統將透過前述車輛感應器46得知車輛4進入車道的位置與時間，在此例中，車輛進出入管制主機40透過取得感應器介面408取得車輛感應器46的訊號，再控制閘門控制器409產生閘門開啟的訊號，由閘門44的驅動機構(並不贅述)開啟閘門44。

根據創作所載的實施例，車輛進出入系統可以將所取得的影像資料儲存起來，以備日後查詢，包括前述車牌資料庫單元407可儲存車輛的影像、車型資料庫、名單等內容。

值得一提的是，和其他習知的系統比較，一般影像辨識的技術因為受限於系統的運算處理能力而造成辨識速度較慢，因而無法滿足即時與快速辨識的需求，所以需要各種車輛感應器來輔助，以減少系統的負擔。但本創作車輛進出入系統所採用的車牌辨識方式是直接掃描整個影像幀，利用車牌顯著的特徵直接取得車牌位置並辨識其中內容，無須先判斷出對車輛車型本身在找出車牌，因此在影像處理上省略了不少的運算工作，一般系統根據此方法足以處理影像串流(每秒25張幀以上)的影像內容。系統一直都處於偵測車牌的狀態下。因此，根據上述技術特色，本創 作車輛進出入系統可以處理多車道的車牌辨識。

本創作為求整體系統完整且能應付各種車輛管制的狀況，實施例可參考圖5所示應用本創作系統的設施示意圖。

此例顯示有一車輛5位於閘門501前，閘門501附近設有備用身份識別裝置，如一種無線讀卡裝置503，作為透過車輛識別失敗後的備用方案。上方有攝影機50，攝影機50根據前述實施方式，可以位於車輛進出入口拍攝車輛前方或後方車牌的位置，也就是不限所設位置，可以拍攝車輛前方的車牌或是後方的車牌，都可以透過車牌識別技術得出車牌內容。

此例中，當車輛5並未通過前述本創作系統提出之影像處理技術所執行的車牌識別與認證，可能是不允許進入的車輛，也可能僅是識別不成功，仍可能再以備用的方案進入管制場所，比如使用者手持識別卡，由無線讀卡裝置503讀取後，仍可透過認證程序判斷是否允許進入。

根據實施例，車輛進出入系統可提供作為發報的警報器，用以通報未通過車輛識別的事件。但不排除其他以燈號、聲響以及其他訊息方式發出，能通知相關人員前來處理。

綜上所述，經本創作系統所執行的車牌辨識、車輛進入的驗證程序、閘門控制等流程，本創作所涉及的一種車輛進出入系統的優點之一是在車輛到達閘門前已經完成辨識與驗證，因此可以讓車輛在持續行駛中進入，不同於習知技術需要停駛後執行驗證的過程，提供順暢、便利的車輛管制措施。

惟以上所述僅為本創作之較佳可行實施例，非因此即侷限本創作之專利範圍，故舉凡運用本創作說明書及圖示內容所為之等效結構變化，均同理包含於本創作之範圍內，合予陳明。

4‧‧‧車輛

42‧‧‧攝影機

46‧‧‧車輛感應器

44‧‧‧閘門

40‧‧‧車輛進出入管制主機

401‧‧‧處理單元

403‧‧‧記憶體

405‧‧‧影像擷取單元

407‧‧‧車牌資料庫單元

408‧‧‧感應器介面

409‧‧‧閘門控制器

404‧‧‧車牌辨識單元

Claims (10)

1. 一種車輛進出入系統，包括：一拍攝進入一車輛進出入口的攝影機，該攝影機視野涵蓋該車輛進出入口之一或多個車道，各車道設有一車輛感應器；一車輛進出入管制主機，包括：一接收該攝影機拍攝影像訊號的影像擷取單元；一暫存該影像訊號的記憶體；一儲存登記車輛車牌的車牌資料庫單元；一執行車牌辨識的車牌辨識單元，電性連接該記憶體；一比對該車牌資料庫單元而驗證自影像訊號中判斷的車牌的處理單元，電性連接該車牌辨識單元與該車牌資料庫單元；一控制該一或多個車道之閘門的閘門控制器，電性連接該處理單元；以及一取得該車輛感應器的訊號的感應器介面，電性連接該處理單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述的車輛進出入系統，其中該攝影機係設於拍攝進入該車輛進出入口的各車輛前方車牌的位置。
3. 如申請專利範圍第1項所述的車輛進出入系統，其中該攝影機係設於拍攝進入該車輛進出入口的各車輛後方車牌的位置。
4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述的車輛進出入系統，其中該攝影機係包括多個影像感測單元。
5. 如申請專利範圍第4項所述的車輛進出入系統，其中該多個影像感測單元電性連接一結合影像訊號的影像結合單元。
6. 如申請專利範圍第1項所述的車輛進出入系統，其中該車輛感應器為設於該車道上的重量感應器，電性連接該車輛進出入管制主機之該感應器介面。
7. 如申請專利範圍第1項所述的車輛進出入系統，其中該車輛感應器為設於該車道上的光遮斷器，電性連接該車輛進出入管制主機之該感應器介面。
8. 如申請專利範圍第1項所述的車輛進出入系統，其中該系統更包括一備用身份識別裝置。
9. 如申請專利範圍第8項所述的車輛進出入系統，其中該備用身份識別裝置為一無線讀卡裝置。
10. 如申請專利範圍第1項所述的車輛進出入系統，其中該系統更包括一警報器。