專利名稱：汽車牌照自動(dòng)識(shí)別器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于圖像識(shí)別領(lǐng)域，涉及一種汽車牌照自動(dòng)識(shí)別器，具體是基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)和模式識(shí)別技術(shù)，使用在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)和城市智能交通系統(tǒng)中對(duì)汽車牌照進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別的設(shè)備。
背景技術(shù)：
運(yùn)用圖像處理技術(shù)解決汽車牌照識(shí)別的研究最早出現(xiàn)于上世紀(jì)80年代，當(dāng)進(jìn)入90年代后，由于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)基于視覺(jué)的車牌識(shí)別技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。識(shí)別過(guò)程是使用攝像機(jī)(CCD)拍下車輛圖像，然后交給計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，通過(guò)車牌定位、字符分割與字符識(shí)別等步驟把車牌號(hào)碼識(shí)別出來(lái)。這種方法不需要在車上安裝發(fā)送車牌號(hào)碼的車載發(fā)射設(shè)備，對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)車輛或靜止?fàn)顟B(tài)車輛的車牌號(hào)碼進(jìn)行非接觸性信息采集并實(shí)時(shí)識(shí)別，節(jié)省了設(shè)備安裝及大量資金。但是車輛由于天氣、環(huán)境、照明、速度及車輛狀況等很多原因，所得到的圖像可能存在著大量的噪聲和變形，同時(shí)還有可能存在遮擋，影響識(shí)別率。另外，識(shí)別算法的好壞也是直接影響識(shí)別速度和識(shí)別時(shí)間。
基于圖像處理技術(shù)的車牌識(shí)別系統(tǒng)是車牌識(shí)別系統(tǒng)的發(fā)展方向。國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家，在全天候的條件下，識(shí)別精度已超過(guò)90％，識(shí)別速度超過(guò)每秒3輛。如美國(guó)將推出安裝有車牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的警車，該警車在行駛中能自動(dòng)識(shí)別前后左右?guī)纵v車的車牌，最快一秒內(nèi)能識(shí)別和跟蹤5輛車；意大利車牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)已經(jīng)在不停車收費(fèi)系統(tǒng)中應(yīng)用，可完成自動(dòng)車牌識(shí)別和自動(dòng)收費(fèi)。目前，國(guó)內(nèi)研究的車牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)還沒(méi)達(dá)到實(shí)用的階段，在全天候的條件下，識(shí)別精度不高，識(shí)別時(shí)間長(zhǎng)，目前一些科研機(jī)構(gòu)和公司對(duì)中國(guó)車牌識(shí)別進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā)，取得了一定的進(jìn)展。
傳統(tǒng)產(chǎn)品中存在以下不足之處，有待改進(jìn)(1)采集的運(yùn)動(dòng)車輛圖像不清晰；(2)晚上識(shí)別效果不佳；(3)車輛高速行駛時(shí)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)模糊現(xiàn)象；(4)陽(yáng)光強(qiáng)烈時(shí)產(chǎn)生飽和失真和反光現(xiàn)象；(5)過(guò)于依賴拍攝圖片的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種采集圖像清晰、識(shí)別效果佳的汽車牌照自動(dòng)識(shí)別器。
本實(shí)用新型的主要技術(shù)方案是該汽車牌照自動(dòng)識(shí)別器包括法蘭底盤、閃光燈、立柱、角度調(diào)節(jié)支座、圖像抓拍器；法蘭底盤上安裝有立柱，立柱上面通過(guò)角度調(diào)節(jié)支座固定圖像抓拍器，角度調(diào)節(jié)支座的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)圖像抓拍器變換方位角度；立柱的高度不可調(diào)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝情況確定；立柱上裝有閃光燈；導(dǎo)線由圖像抓拍器通過(guò)立柱的內(nèi)腔連接到閃光燈。
所述的圖像抓拍器由上蓋和箱體構(gòu)成；箱體一端開(kāi)設(shè)攝像頭窗口，其后裝有攝像槍，攝像槍上裝有攝像頭遮光罩；箱體內(nèi)裝有主控制板、閃光燈控制板；所述的主控制板對(duì)各部件進(jìn)行控制，并與外部的收費(fèi)計(jì)算機(jī)通信；所述的閃光燈控制板控制閃光燈進(jìn)行閃光；攝像槍內(nèi)裝有CCD快門控制板，為CCD提供所需的快門信號(hào)，通過(guò)改變快門脈沖，控制攝像槍采集圖像并向收費(fèi)計(jì)算機(jī)傳輸視頻信號(hào)；上述各部件由變壓整流器提供直流電源。
所述的主控制板包括RS串行通訊模塊、視頻同步檢測(cè)模塊、電源模塊、單片機(jī)控制模塊、觸發(fā)檢測(cè)模塊、CCD快門控制接口模塊及閃光燈控制接口模塊；單片機(jī)控制模塊通過(guò)RS串行通訊模塊與收費(fèi)計(jì)算機(jī)通信，通過(guò)CCD快門控制接口模塊連接CCD快門控制板，通過(guò)閃光燈控制接口模塊連接閃光燈控制板；觸發(fā)檢測(cè)模塊將汽車到達(dá)時(shí)所觸發(fā)得到的低電平信號(hào)傳送給單片機(jī)控制模塊；電源模塊接受所述的變壓整流器的220V交流輸入，為其他模塊提供需要的支流電源。
所述的閃光燈控制板包括電源濾波模塊、電源整流模塊、觸發(fā)導(dǎo)通模塊、升壓模塊；220V交流電源經(jīng)過(guò)電源濾波模塊過(guò)濾了干擾雜波后，經(jīng)過(guò)半波整流模塊變成直流，儲(chǔ)存在主電容C1中，觸發(fā)導(dǎo)通模塊一旦接收到主控制板發(fā)送過(guò)來(lái)的導(dǎo)通信號(hào)后，升壓模塊由觸發(fā)電容和觸發(fā)線圈產(chǎn)生一個(gè)10KV瞬間高壓，使閃光燈管內(nèi)的惰性氣體電離，主電容C1放電，在閃光燈管內(nèi)形成弧光。
所述的CCD快門控制板包括與攝像槍連接的攝像槍接口模塊、產(chǎn)生曝光脈沖的處理器單元模塊、與主控制板連接并接收曝光脈沖信息的主控制板接口模塊。
所述的箱體內(nèi)還裝有散熱風(fēng)扇，當(dāng)箱體內(nèi)溫度達(dá)到和超過(guò)40℃時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)接通啟動(dòng)散熱風(fēng)扇。
所述的上蓋與箱體一端以彈簧連接，另一端通過(guò)箱體上的鎖扣可活動(dòng)地扣合。
本實(shí)用新型所述的汽車牌照自動(dòng)識(shí)別器，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)解決了日夜光照不均的問(wèn)題，得到白天和晚上在車牌區(qū)域附近圖像質(zhì)量接近的圖像；(2)通過(guò)CCD快門控制板控制CCD快門脈沖獲得合適的曝光亮度，取得清晰圖像，解決高速行駛汽車產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)模糊現(xiàn)象；(3)解決了晚上閃光燈補(bǔ)光的問(wèn)題，包括閃光與快門同步的問(wèn)題，光通量控制的問(wèn)題。夜晚采集車牌圖像時(shí)，通過(guò)控制CCD控制板，仍然使用高速快門，同時(shí)通過(guò)閃光燈補(bǔ)光，既能獲得和白天相近的圖像效果，又能抑制車頭大燈的影響，同時(shí)也解決了車輛高速行駛產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)模糊現(xiàn)象；(4)改造了攝像槍的CCD快門控制模塊，可獲得清晰、亮度合適的高質(zhì)量的抓拍圖像。
本實(shí)用新型與同類的產(chǎn)品相比，在結(jié)構(gòu)及功能上有所改進(jìn)，具體如下某些汽車牌照識(shí)別器采用拍攝單元外加嵌入式工控機(jī)作為處理單元的方式，拍攝單元由攝像槍加定向閃光燈和補(bǔ)光閃光燈組成，識(shí)別軟件運(yùn)行在處理單元，車道收費(fèi)計(jì)算機(jī)通過(guò)串行通訊和網(wǎng)絡(luò)通訊來(lái)獲得車牌號(hào)和車輛圖像；另一些汽車牌照識(shí)別器采用拍攝單元加DSP的方式，DSP通過(guò)采集模塊采集到的圖像在DSP中進(jìn)行處理，車道收費(fèi)計(jì)算機(jī)通過(guò)串行通訊和網(wǎng)絡(luò)通訊來(lái)獲得車牌號(hào)和車輛圖像；本實(shí)用新型所述的汽車牌照自動(dòng)識(shí)別器是由圖像抓拍控制器和自動(dòng)識(shí)別軟件構(gòu)成，自動(dòng)識(shí)別軟件直接運(yùn)行在車道收費(fèi)計(jì)算機(jī)中，通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的方式提供給系統(tǒng)集成商調(diào)用，直接得到車牌號(hào)和圖像，從而節(jié)省了成本和提高識(shí)別速度。在保持與國(guó)外產(chǎn)品相接近的功能和識(shí)別效果的同時(shí)，本實(shí)用新型在成本和工程造價(jià)上具有一定的優(yōu)勢(shì)。


圖1為本實(shí)用新型的外觀立體圖；圖2為本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型所述的圖像抓拍器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖4為主控制板的電路原理圖；圖5為CCD快門控制板的電路原理圖；圖6為主控制板的電路圖；圖7為閃光燈控制板的電路圖；
圖8為CCD快門控制板的電路圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所述的汽車牌照自動(dòng)識(shí)別器，如圖1與圖2所示，包括法蘭底盤5、閃光燈4、立柱3、角度調(diào)節(jié)支座2、圖像抓拍器1；法蘭底盤5上安裝有立柱3，立柱3上面通過(guò)角度調(diào)節(jié)支座2固定圖像抓拍器1，角度調(diào)節(jié)支座2的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)圖像抓拍器1變換方位角度；立柱3上裝有閃光燈4；導(dǎo)線由圖像抓拍器1通過(guò)立柱3的內(nèi)腔連接到閃光燈4。立柱3的高度不可調(diào)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝情況確定。
本實(shí)用新型所述的圖像抓拍器1，如圖2與圖3所示，由上蓋11和箱體19構(gòu)成；箱體19一端開(kāi)設(shè)攝像頭窗口，其后裝有攝像槍15，攝像槍15上裝有攝像頭遮光罩13；箱體19內(nèi)裝有主控制板14、閃光燈控制板16；所述的主控制板14對(duì)各部件進(jìn)行控制，并與外部的收費(fèi)計(jì)算機(jī)通信；所述的閃光燈控制板16控制閃光燈4進(jìn)行閃光；攝像槍15內(nèi)裝有CCD快門控制板6，為CCD提供所需的快門信號(hào)，通過(guò)改變快門脈沖，控制攝像槍15采集圖像并向收費(fèi)計(jì)算機(jī)傳輸視頻信號(hào)；上述各部件由變壓整流器提供直流電源。
如圖3所示，所述的箱體19內(nèi)還裝有散熱風(fēng)扇17，當(dāng)箱體內(nèi)溫度達(dá)到和超過(guò)40℃時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)接通啟動(dòng)散熱風(fēng)扇17。
如圖4、圖6所示，所述的主控制板14包括RS232串行通訊模塊141、視頻同步檢測(cè)模塊142、電源模塊143、單片機(jī)控制模塊144、觸發(fā)檢測(cè)模塊145、CCD快門控制接口模塊146及閃光燈控制接口模塊147；單片機(jī)控制模塊144通過(guò)RS232串行通訊模塊141與收費(fèi)計(jì)算機(jī)通信，通過(guò)CCD快門控制接口模塊146連接CCD快門控制板6，通過(guò)閃光燈控制接口模塊147連接閃光燈控制板16；觸發(fā)檢測(cè)模塊145將汽車到達(dá)時(shí)所觸發(fā)得到的低電平信號(hào)傳送給單片機(jī)控制模塊144；電源模塊143接受所述的變壓整流器的220V交流輸入，為其他模塊提供需要的直流電源。
圖6為主控制板的電路圖。其中，141為RS232串行通訊模塊，采用LISTEC公司的ISO254芯片；142為視頻同步檢測(cè)模塊，采用LM1881芯片143為電源模塊，采用LISTEC公司的PWG-S12S5電源模塊144為單片機(jī)控制模塊，采用ATMEL公司的AT89C2051芯片；145為觸發(fā)檢測(cè)模塊，需用到74LS02芯片的一個(gè)或非門；146為CCD快門控制接口模塊，需用到74LS06芯片的4個(gè)非門；147為閃光燈控制接口模塊，需用到74LS06芯片的1個(gè)非門。
如圖5、圖8所示，所述的CCD快門控制板6包括與攝像槍15連接的攝像槍接口模塊61、產(chǎn)生曝光脈沖的處理器單元模塊62、與主控制板14連接并接收曝光脈沖信息的主控制板接口模塊63。
圖8為CCD快門控制板的電路圖。其中，61為攝像槍接口模塊，需用到MC74HC14A芯片的5個(gè)非門；62為處理器單元模塊，采用ATMEL公司的AT90S2313芯片；63為與主控制板接口模塊，采用CD4066B芯片；如圖7所示，所述的閃光燈控制板16包括電源濾波模塊161、電源整流模塊162、觸發(fā)導(dǎo)通模塊163、升壓模塊164；220V交流電源經(jīng)過(guò)電源濾波模塊161過(guò)濾了干擾雜波后，經(jīng)過(guò)半波整流模塊162變成直流，儲(chǔ)存在主電容C1中，觸發(fā)導(dǎo)通模塊163一旦接收到主控制板14發(fā)送過(guò)來(lái)的導(dǎo)通信號(hào)后，升壓模塊164由觸發(fā)電容和觸發(fā)線圈產(chǎn)生一個(gè)10KV瞬間高壓，使閃光燈管內(nèi)的惰性氣體電離，主電容C1放電，在閃光燈管內(nèi)形成弧光。
權(quán)利要求1.一種汽車牌照自動(dòng)識(shí)別器，其特征在于包括法蘭底盤(5)、閃光燈(4)、立柱(3)、角度調(diào)節(jié)支座(2)、圖像抓拍器(1)；法蘭底盤(5)上安裝有立柱(3)，立柱(3)上面通過(guò)角度調(diào)節(jié)支座(2)固定圖像抓拍器(1)，角度調(diào)節(jié)支座(2)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)圖像抓拍器(1)變換方位角度；立柱(3)上裝有閃光燈(4)；導(dǎo)線由圖像抓拍器(1)通過(guò)立柱(3)的內(nèi)腔連接到閃光燈(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車牌照自動(dòng)識(shí)別器，其特征在于所述的圖像抓拍器(1)由上蓋(11)和箱體(19)構(gòu)成；箱體(19)一端開(kāi)設(shè)攝像頭窗口，其后裝有攝像槍(15)，攝像槍(15)上裝有攝像頭遮光罩(13)；箱體(19)內(nèi)裝有主控制板(14)、閃光燈控制板(16)；所述的主控制板(14)對(duì)各部件進(jìn)行控制，并與外部的收費(fèi)計(jì)算機(jī)通信；所述的閃光燈控制板(16)控制閃光燈(4)進(jìn)行閃光；攝像槍(15)內(nèi)裝有CCD快門控制板(6)，為CCD提供所需的快門信號(hào)，通過(guò)改變快門脈沖，控制攝像槍(15)采集圖像并向收費(fèi)計(jì)算機(jī)傳輸視頻信號(hào)；上述各部件由變壓整流器提供直流電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車牌照自動(dòng)識(shí)別器，其特征在于所述的主控制板(14)包括RS232串行通訊模塊(141)、視頻同步檢測(cè)模塊(142)、電源模塊(143)、單片機(jī)控制模塊(144)、觸發(fā)檢測(cè)模塊(145)、CCD快門控制接口模塊(146)及閃光燈控制接口模塊(147)；單片機(jī)控制模塊(144)通過(guò)RS232串行通訊模塊(141)與收費(fèi)計(jì)算機(jī)通信，通過(guò)CCD快門控制接口模塊(146)連接CCD快門控制板(6)，通過(guò)閃光燈控制接口模塊(147)連接閃光燈控制板(16)；觸發(fā)檢測(cè)模塊(145)將汽車到達(dá)時(shí)所觸發(fā)得到的低電平信號(hào)傳送給單片機(jī)控制模塊(144)；電源模塊(143)接受所述的變壓整流器的220V交流輸入，為其他模塊提供需要的直流電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車牌照自動(dòng)識(shí)別器，其特征在于所述的閃光燈控制板(16)包括電源濾波模塊(161)、電源整流模塊(162)、觸發(fā)導(dǎo)通模塊(163)、升壓模塊(164)；220V交流電源經(jīng)過(guò)電源濾波模塊(161)過(guò)濾了干擾雜波后，經(jīng)過(guò)半波整流模塊(162)變成直流，儲(chǔ)存在主電容(C1)中，觸發(fā)導(dǎo)通模塊(163)一旦接收到主控制板(14)發(fā)送過(guò)來(lái)的導(dǎo)通信號(hào)后，升壓模塊(164)由觸發(fā)電容和觸發(fā)線圈產(chǎn)生一個(gè)10KV瞬間高壓，使閃光燈管內(nèi)的惰性氣體電離，主電容(C1)放電，在閃光燈管內(nèi)形成弧光。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車牌照自動(dòng)識(shí)別器，其特征在于所述的CCD快門控制板(6)包括與攝像槍(15)連接的攝像槍接口模塊(61)、產(chǎn)生曝光脈沖的處理器單元模塊(62)、與主控制板(14)連接并接收曝光脈沖信息的主控制板接口模塊(63)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車牌照自動(dòng)識(shí)別器，其特征在于所述的箱體(19)內(nèi)還裝有散熱風(fēng)扇(17)，當(dāng)箱體內(nèi)溫度達(dá)到和超過(guò)40℃時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)接通啟動(dòng)散熱風(fēng)扇(17)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種汽車牌照自動(dòng)識(shí)別器。該汽車牌照自動(dòng)識(shí)別器包括法蘭底盤、閃光燈、立柱、角度調(diào)節(jié)支座、圖像抓拍器。所述的圖像抓拍器由上蓋和箱體構(gòu)成；箱體一端開(kāi)設(shè)攝像頭窗口，其后裝有攝像槍，攝像槍上裝有攝像頭遮光罩；箱體內(nèi)裝有主控制板、閃光燈控制板；攝像槍內(nèi)裝有CCD快門控制板，為CCD提供所需的快門信號(hào)，通過(guò)改變快門脈沖，控制攝像槍采集圖像并向收費(fèi)計(jì)算機(jī)傳輸視頻信號(hào)；上述各部件由變壓整流器提供直流電源。本實(shí)用新型所述的汽車牌照自動(dòng)識(shí)別器，解決了日夜光照不均、高速行駛汽車產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)模糊現(xiàn)象、晚上閃光燈補(bǔ)光等問(wèn)題，同時(shí)改造了攝像槍的CCD快門控制模塊，從而節(jié)省了成本和提高識(shí)別速度。
文檔編號(hào)G07B15/06GK2786727SQ200520055168
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月2日
發(fā)明者邸磊 申請(qǐng)人:廣東新粵交通投資有限公司智能交通研究院