本發(fā)明涉及一種車(chē)牌識(shí)別的停車(chē)場(chǎng)智能收費(fèi)管理系統(tǒng)，屬于停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前大多數(shù)的停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)主要采用非接觸式的IC卡對(duì)出入車(chē)輛進(jìn)行管理與收費(fèi)。車(chē)主在入口處刷卡且記錄車(chē)輛進(jìn)入時(shí)間，在出口處停車(chē)刷卡計(jì)算停車(chē)費(fèi)用，很容易造成車(chē)輛在出入口處通行速度緩慢或者擁堵的現(xiàn)象。特別當(dāng)天氣不好的情況下，如下雨或者下雪等，車(chē)主需要下車(chē)進(jìn)行取卡與刷卡操作，車(chē)主很容易淋濕，給車(chē)主帶來(lái)不好的出行滿(mǎn)意度。同時(shí)，目前的智能停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的成本投入比較高，且維修起來(lái)也比較繁瑣。除此之外，各個(gè)收費(fèi)站之間相互獨(dú)立，資源無(wú)法共享，很容易給車(chē)主出行造成極大的不方便。例如，一個(gè)停車(chē)場(chǎng)的各個(gè)入口相對(duì)孤立，往往停車(chē)場(chǎng)已經(jīng)沒(méi)有剩余車(chē)位了，其他的各個(gè)入口仍然有大量的車(chē)在排隊(duì)等待進(jìn)入。因此，一種基于車(chē)牌的智能停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種車(chē)牌識(shí)別的停車(chē)場(chǎng)智能收費(fèi)管理系統(tǒng)，將車(chē)牌作為車(chē)輛的唯一標(biāo)識(shí)，車(chē)輛在停車(chē)場(chǎng)的出入口處不需要進(jìn)行取卡刷卡操作，避免了出現(xiàn)車(chē)輛擁堵現(xiàn)象，提高了車(chē)輛的通行效率。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種車(chē)牌識(shí)別的停車(chē)場(chǎng)智能收費(fèi)管理系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)芯片控制模塊與一個(gè)車(chē)輛信息管理模塊；所述芯片控制模塊包括車(chē)牌識(shí)別模塊、收費(fèi)模塊、道閘控制模塊、信息顯示模塊和語(yǔ)音模塊；所述一個(gè)或多個(gè)芯片控制模塊通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與車(chē)輛信息管理模塊進(jìn)行連接；所述車(chē)牌識(shí)別模塊的輸出與芯片控制模塊的輸入連接；所述收費(fèi)模塊、道閘控制模塊、信息顯示模塊和語(yǔ)音模塊的輸入均與芯片控制模塊的輸出進(jìn)行連接；

所述車(chē)輛信息管理模塊包括用戶(hù)管理、資費(fèi)管理、日志管理、道閘配置管理與剩余車(chē)位管理。

前述的用戶(hù)管理用于設(shè)置VIP用戶(hù)與普通用戶(hù)兩種；所述資費(fèi)管理用于提供多種不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)；所述日志管理用于存儲(chǔ)芯片控制模塊傳入車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)碼、出入時(shí)間與收費(fèi)信息；所述道閘配置管理用于設(shè)置出入口道閘是自動(dòng)開(kāi)關(guān)還是手動(dòng)開(kāi)關(guān)；所述剩余車(chē)位管理用于對(duì)停車(chē)場(chǎng)的剩余車(chē)位進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。

前述的收費(fèi)模塊用于接收芯片控制模塊傳入的車(chē)牌號(hào)碼與相應(yīng)的停車(chē)時(shí)間，然后根據(jù)設(shè)置的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算相應(yīng)的停車(chē)費(fèi)用，自動(dòng)在車(chē)牌綁定的賬號(hào)上進(jìn)行扣費(fèi)。

前述的道閘控制模塊包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)與門(mén)閥；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與芯片控制模塊的輸出端進(jìn)行連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與電機(jī)的輸入端進(jìn)行連接，所述電機(jī)的輸出端與門(mén)閥進(jìn)行連接；所述道閘控制模塊用于接收芯片控制模塊傳入的控制信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制門(mén)閥，然后根據(jù)道閘配置信息控制門(mén)閥是自動(dòng)開(kāi)關(guān)還是手動(dòng)開(kāi)關(guān)。

前述的語(yǔ)音模塊用于接收芯片控制模塊傳入的車(chē)牌號(hào)碼、停車(chē)時(shí)間與對(duì)應(yīng)的停車(chē)費(fèi)用，然后將這些信息轉(zhuǎn)化為語(yǔ)音。

前述的信息顯示模塊用于接收芯片控制模塊傳入的車(chē)牌號(hào)碼、停車(chē)時(shí)間與對(duì)應(yīng)的停車(chē)費(fèi)用，然后將這些信息通過(guò)LED顯示屏顯示；所述信息顯示模塊還實(shí)時(shí)顯示芯片控制模塊傳入的停車(chē)場(chǎng)剩余車(chē)位信息。

前述的車(chē)牌識(shí)別模塊自動(dòng)識(shí)別出入口車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)碼與出入時(shí)間，并將這些信息傳給芯片控制模塊，芯片控制模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將這些信息傳給車(chē)輛信息管理模塊進(jìn)行存儲(chǔ)。

前述的車(chē)牌識(shí)別模塊識(shí)別出入口車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)碼包括車(chē)牌定位與判別、車(chē)牌校正、車(chē)牌字符分割與車(chē)牌字符識(shí)別。

前述的車(chē)牌定位與判別包括以下步驟：

1-1）通過(guò)車(chē)牌的顏色特征對(duì)車(chē)牌圖像進(jìn)行定位，然后采用SVM判別模型對(duì)候選車(chē)牌進(jìn)行判別獲取車(chē)牌；

1-2）如果無(wú)法通過(guò)顏色特征定位出車(chē)牌，則通過(guò)車(chē)牌的邊緣特征對(duì)車(chē)牌圖像進(jìn)行定位，然后采用SVM判別模型對(duì)候選車(chē)牌進(jìn)行判別獲取車(chē)牌；

所述車(chē)牌校正采用旋轉(zhuǎn)投影變化方法對(duì)車(chē)牌圖像在水平與垂直方向上進(jìn)行校正，具體步驟如下：

2-1）對(duì)于水平傾斜校正，首先在一定角度范圍內(nèi)對(duì)車(chē)牌圖像進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)，同時(shí)取每次旋轉(zhuǎn)圖像水平投影的最大值作為本次旋轉(zhuǎn)的投影值，最后將水平投影最大值對(duì)應(yīng)的角度作為水平傾斜角度，同時(shí)根據(jù)該角度對(duì)車(chē)牌圖像進(jìn)行水平校正；

2-2）對(duì)于垂直傾斜校正，首先將水平傾斜校正后的車(chē)牌圖像在一定角度范圍內(nèi)多次旋轉(zhuǎn)，同時(shí)取每次旋轉(zhuǎn)圖像垂直投影的最大值作為本次旋轉(zhuǎn)的投影值，最后將垂直投影最大值對(duì)應(yīng)的角度作為垂直傾斜角度，同時(shí)根據(jù)該角度對(duì)車(chē)牌圖像進(jìn)行垂直校正；

所述車(chē)牌字符分割，具體步驟如下：

3-1）將傾斜校正的車(chē)牌進(jìn)行灰度化，然后根據(jù)車(chē)牌的顏色對(duì)車(chē)牌進(jìn)行二值化；

3-2）對(duì)二值化車(chē)牌圖像提取輪廓，然后根據(jù)每個(gè)輪廓的最小外接矩形截取每個(gè)車(chē)牌字符；

3-3）將車(chē)牌字符中的漢字字符大小調(diào)整為16*32，字母與數(shù)字字符的大小調(diào)整為8*16；

所述車(chē)牌字符識(shí)別采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)車(chē)牌漢字、字母與數(shù)字進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，具體步驟如下：

4-1）對(duì)車(chē)牌字符分割產(chǎn)生的大量字符圖片進(jìn)行人工分類(lèi)，即分為漢字圖片集和字母與數(shù)字圖片集；

4-2）對(duì)漢字圖片集訓(xùn)練產(chǎn)生一個(gè)識(shí)別漢字的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)字母與數(shù)字圖片集訓(xùn)練一個(gè)識(shí)別字母與數(shù)字的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

4-3）采用這兩個(gè)訓(xùn)練好的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)車(chē)牌字符進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別出車(chē)牌號(hào)碼。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

1）本發(fā)明將車(chē)牌作為車(chē)輛的唯一標(biāo)識(shí)，車(chē)輛在停車(chē)場(chǎng)的出入口處不需要進(jìn)行取卡刷卡操作，避免了出現(xiàn)車(chē)輛擁堵現(xiàn)象，提高了車(chē)輛的通行效率。同時(shí)，本發(fā)明減少了工作人員的工作量，提高了停車(chē)場(chǎng)的收益。

2）本發(fā)明的芯片控制模塊通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與車(chē)輛信息管理模塊進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)了停車(chē)場(chǎng)的資源共享與管理。

3）本發(fā)明不僅不需要進(jìn)行取卡與刷卡操作，避免了出入口出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象，而且通過(guò)語(yǔ)音模塊與信息顯示模塊實(shí)時(shí)地為車(chē)主提供停車(chē)場(chǎng)的剩余車(chē)位等信息，提高了車(chē)主的出行滿(mǎn)意度。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的車(chē)牌識(shí)別的停車(chē)場(chǎng)智能收費(fèi)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本發(fā)明的車(chē)牌識(shí)別的停車(chē)場(chǎng)智能收費(fèi)管理系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)芯片控制模塊與一個(gè)車(chē)輛信息管理模塊。具體的，芯片控制模塊包括車(chē)牌識(shí)別模塊、收費(fèi)模塊、道閘控制模塊、信息顯示模塊和語(yǔ)音模塊。一個(gè)或多個(gè)芯片控制模塊通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與車(chē)輛信息管理模塊進(jìn)行連接；車(chē)牌識(shí)別模塊的輸出與芯片控制模塊的輸入連接；收費(fèi)模塊、道閘控制模塊、信息顯示模塊和語(yǔ)音模塊的輸入均與芯片控制模塊的輸出進(jìn)行連接。本發(fā)明通過(guò)一個(gè)車(chē)輛信息管理模塊實(shí)現(xiàn)停車(chē)場(chǎng)的資源共享與管理，使用車(chē)牌識(shí)別模塊自動(dòng)識(shí)別出車(chē)牌號(hào)碼，道閘控制模塊控制道閘的自動(dòng)開(kāi)與關(guān)，使用信息顯示模塊與語(yǔ)音模塊提供停車(chē)場(chǎng)的實(shí)時(shí)信息，使停車(chē)場(chǎng)更加智能化與人性化。與目前智能收費(fèi)管理系統(tǒng)相比，本發(fā)明采用車(chē)牌作為車(chē)輛的唯一標(biāo)識(shí)，不需要進(jìn)行取卡與刷卡操作，提高了出入口的通行效率與車(chē)主的出行滿(mǎn)意度。具體各模塊的功能如下：

車(chē)牌信息管理模塊主要包括用戶(hù)管理、資費(fèi)管理、日志管理、道閘配置管理與剩余車(chē)位管理等內(nèi)容。用戶(hù)管理用于設(shè)置VIP用戶(hù)與普通用戶(hù)兩種；資費(fèi)管理用于提供多種不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，為停車(chē)場(chǎng)提供靈活多變的收費(fèi)方式；日志管理用于存儲(chǔ)芯片控制模塊傳入車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)碼、出入時(shí)間與收費(fèi)信息等；道閘配置管理用于設(shè)置出入口道閘是自動(dòng)開(kāi)關(guān)還是手動(dòng)開(kāi)關(guān)；剩余車(chē)位管理用于對(duì)停車(chē)場(chǎng)的剩余車(chē)位進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。一個(gè)或多個(gè)芯片控制模塊通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與車(chē)輛信息管理模塊進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)停車(chē)場(chǎng)資源的實(shí)時(shí)管理與共享。

收費(fèi)模塊用于接收芯片控制模塊傳入的車(chē)牌號(hào)碼與相應(yīng)的停車(chē)時(shí)間，然后根據(jù)設(shè)置的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算相應(yīng)的停車(chē)費(fèi)用，自動(dòng)在車(chē)牌綁定的賬號(hào)上進(jìn)行扣費(fèi)，以減少工作人員的工作量，提高停車(chē)場(chǎng)的工作效率。

道閘控制模塊包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)與門(mén)閥。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸入端與芯片控制模塊的輸出端進(jìn)行連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與電機(jī)的輸入端進(jìn)行連接，電機(jī)的輸出端與門(mén)閥進(jìn)行連接。該模塊用于接收芯片控制模塊傳入的控制信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制門(mén)閥，然后根據(jù)道閘配置信息控制門(mén)閥是自動(dòng)開(kāi)關(guān)還是手動(dòng)開(kāi)關(guān)，減少工作人員的工作量，提高停車(chē)場(chǎng)的工作效率。

語(yǔ)音模塊用于接收芯片控制模塊傳入的車(chē)牌號(hào)碼、停車(chē)時(shí)間與對(duì)應(yīng)的停車(chē)費(fèi)用，然后將這些信息轉(zhuǎn)化為語(yǔ)音。

信息顯示模塊用于接收芯片控制模塊傳入的車(chē)牌號(hào)碼、停車(chē)時(shí)間與對(duì)應(yīng)的停車(chē)費(fèi)用，然后將這些信息通過(guò)LED顯示屏顯示；用于實(shí)時(shí)顯示芯片控制模塊傳入的停車(chē)場(chǎng)剩余車(chē)位信息。

車(chē)牌識(shí)別模塊自動(dòng)識(shí)別出入口車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)碼與出入時(shí)間，并將這些信息傳給芯片控制模塊，芯片控制模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將這些信息傳給車(chē)輛信息管理模塊進(jìn)行存儲(chǔ)。車(chē)牌識(shí)別模塊識(shí)別出入口車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)碼包括車(chē)牌定位與判別、車(chē)牌校正、車(chē)牌字符分割與識(shí)別四部分內(nèi)容。

車(chē)牌識(shí)別模塊識(shí)別出入口車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)碼的具體方法如下：

1）車(chē)牌定位與判別

為了提高車(chē)牌的定位率，本發(fā)明采用一種基于顏色與邊緣檢測(cè)相結(jié)合的車(chē)牌定位方法。該方法通過(guò)車(chē)牌的顏色特征與邊緣特征有條件地相結(jié)合對(duì)車(chē)牌進(jìn)行定位，具體步驟如下：

1-1）通過(guò)車(chē)牌的顏色特征對(duì)車(chē)牌圖像進(jìn)行定位，然后采用SVM判別模型對(duì)候選車(chē)牌進(jìn)行判別獲取車(chē)牌；

1-2）如果無(wú)法通過(guò)顏色特征定位出車(chē)牌，則通過(guò)車(chē)牌的邊緣特征對(duì)車(chē)牌圖像進(jìn)行定位，然后采用SVM判別模型對(duì)候選車(chē)牌進(jìn)行判別獲取車(chē)牌。

2）車(chē)牌校正

由于攝像機(jī)的拍攝角度、車(chē)輛顛簸行駛等原因，車(chē)牌圖像中的字符存在一定的傾斜，影響字符的分割與識(shí)別。因此，車(chē)牌字符分割與識(shí)別之前必須進(jìn)行車(chē)牌校正處理。

本發(fā)明采用旋轉(zhuǎn)投影變化方法對(duì)車(chē)牌圖像在水平與垂直方向上進(jìn)行校正。具體步驟：

2-1）對(duì)于水平傾斜校正，首先在一定角度范圍內(nèi)對(duì)車(chē)牌圖像進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)，同時(shí)取每次旋轉(zhuǎn)圖像水平投影的最大值作為本次旋轉(zhuǎn)的投影值，最后將水平投影最大值對(duì)應(yīng)的角度作為水平傾斜角度，同時(shí)根據(jù)該角度對(duì)車(chē)牌圖像進(jìn)行水平校正。

2-2）對(duì)于垂直傾斜校正，首先將水平校正后的車(chē)牌圖像在一定角度范圍內(nèi)多次旋轉(zhuǎn)，同時(shí)取每次旋轉(zhuǎn)圖像垂直投影的最大值作為本次旋轉(zhuǎn)的投影值，最后將垂直投影最大值的角度作為垂直傾斜角度，同時(shí)根據(jù)該角度進(jìn)行垂直校正。

3）車(chē)牌字符分割，具體步驟如下：

3-1）將傾斜校正的車(chē)牌進(jìn)行灰度化，然后根據(jù)車(chē)牌的顏色對(duì)車(chē)牌進(jìn)行二值化；

3-2）對(duì)二值化圖像提取輪廓，然后根據(jù)每個(gè)輪廓的最小外接矩形截取每個(gè)車(chē)牌字符；

3-3）將車(chē)牌字符中的漢字字符大小調(diào)整為16*32，字母與數(shù)字字符的大小調(diào)整為8*16。

4）車(chē)牌字符識(shí)別

本發(fā)明采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)模型對(duì)車(chē)牌漢字、字母與數(shù)字進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別。具體步驟如下：

4-1）對(duì)車(chē)牌字符分割產(chǎn)生的大量字符圖片進(jìn)行人工分類(lèi)，即分為漢字圖片集和字母與數(shù)字圖片集；

4-2）對(duì)漢字圖片集訓(xùn)練產(chǎn)生一個(gè)識(shí)別漢字的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)字母與數(shù)字圖片集訓(xùn)練一個(gè)識(shí)別字母與數(shù)字的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

4-3）采用這兩個(gè)訓(xùn)練好的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)車(chē)牌字符進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別出車(chē)牌號(hào)碼。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。