..WORD資料可編輯專業(yè)整理分享智能交通信息系統(tǒng)課程設(shè)計設(shè)計題目：城市道路交通高清卡口系統(tǒng)設(shè)計系〔部：交通與物流工程學(xué)院專業(yè)：交通工程班級：交通112班學(xué)生姓名：王志偉符元緒李亞男張敏學(xué)號：110511209110511208110511234110511233指導(dǎo)教師：蔡志理2013年12月原創(chuàng)聲明本人鄭重聲明：所呈交的說明書"城市道路交通高清卡口系統(tǒng)設(shè)計",是本組成員在導(dǎo)師蔡志理的指導(dǎo)下開展研究工作所取得的成果。除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,文中不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明,本人完全意識到本聲明的法律后果,尊重知識產(chǎn)權(quán),并愿為此承擔(dān)一切法律責(zé)任。說明書作者<簽字>：日期：年月日.PAGE611111.摘要〔王志偉隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,城市化程度也越來越高,對交通管理的需求也越來越高,各種應(yīng)用自動化的交通管理系統(tǒng)層出不窮,智能交通管系統(tǒng)逐漸成為交通管理不可替代的一部分?？诒O(jiān)控系統(tǒng)是利用計算機技術(shù)對指定路口進行全天候監(jiān)控,通過圖像識別和軟件提取過往機動車輛的特征信息,遠程布控指定車牌,為公安部抓捕犯罪份子,打擊車輛犯罪行為提供有力的技術(shù)支持。本文的主要內(nèi)容為提出一套高清卡口系統(tǒng)的設(shè)計方案,介紹了卡口監(jiān)控系統(tǒng)能夠完成的各種任務(wù),具體描述了系統(tǒng)各個部分的工作原理。從多個方面對卡口系統(tǒng)做了詳細的設(shè)計。整個系統(tǒng)分為前臺監(jiān)控,車牌識別,后臺數(shù)據(jù)管理三個部分。本系統(tǒng)涉及到了各種監(jiān)控的硬件設(shè)備和應(yīng)用技術(shù),在實現(xiàn)過程中充分考慮了實際物理環(huán)境,做到了軟硬件的合理結(jié)合。論文最后介紹了對整個開發(fā)過程進行了總結(jié),與其他市場上常用智能系統(tǒng)做了比較,同時提出了卡口監(jiān)控系統(tǒng)未來需要進一步改進的地方。關(guān)鍵詞：智能交通,卡口設(shè)計,車牌識別Abstract〔王志偉Thedemandfortrafficmanagementisbecomingstrongerandstronger,andvariousautomatictrafficmanagementsystemsareemerging,whichmakesintelligenttrafficmanagementsystemsturnintoanirreplaceablepartoftrafficmanagement.Thebayonetmonitoringsystemadoptscomputertechniquetomonitorspecifiedintersectionsaroundtheclock,andextractscharacteristicinformationofpassingmotorvehiclesbymeansofimagerecognitionandrelevantsoftware,accordinglyrealizesremotesupervisionofappointedvehicles.Soitcanprovidethepolicewithapowerfultechnicalsupportasfarasarrestingcriminalsandactingagainstvehiclescrimeareconcered.Basedonthisapplication,thispaperputsforwardasetofdesignschemeforHDmonitoringsystem.Thewholesystemisdividedintothreeparts:thefrontmonitoring,licenseplaterecognitionandbackgrounddatamanagement.Thetheoreticalbasesandrealizedprinciplesofeachfunctionalmodulearedetailed,andthecorrespondingprogramdesignisfulfilled.Thissysteminvolvesvariousmonitoringhardwareequipmentandapplicationtechnology,soweconsiderfullytheactualphysicalenvironmentintheimplementationprocedure,andachievethetargetthathardwareandsoftwareiscombinatedreasonablyandthesystemisutility.Keywords：automatictraffic,bayonetmonitoring,licenseplaterecognition目錄摘要〔王志偉第一章緒論〔李亞男11.1課題的研究背景11.2、研究的難點21.3系統(tǒng)的建設(shè)原則3第二章系統(tǒng)整體設(shè)計〔符元緒張敏王志偉52.1系統(tǒng)概述52.2系統(tǒng)的整體框架5總體框架5子系統(tǒng)框架圖82.3需求分析92.4功能分析102.5整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)132.6系統(tǒng)工作原理142.6.1抓拍原理142.6.2傳輸原理162.7系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)17系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)17信息傳遞方式及后臺服務(wù)器選定172.8系統(tǒng)軟件設(shè)計17設(shè)計原則18設(shè)計依據(jù)192.9優(yōu)化設(shè)計192.10系統(tǒng)安全性設(shè)計19第三章前端抓拍子系統(tǒng)設(shè)計〔符元緒張敏213.1軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計213.2軟件實現(xiàn)方式213.2前端系統(tǒng)工作流程22消息定義22系統(tǒng)工作線程控制233.3系統(tǒng)串口通信設(shè)計243.4系統(tǒng)附加功能設(shè)計24第四章車牌識別軟件設(shè)計〔符元緒張敏254.1車牌識別軟件的關(guān)鍵問題254.1.1車牌校正25字符分割264.2車牌識別軟件關(guān)鍵算法27車牌定位算法27車牌校正算法27字符分割算法28字符識別算法284.3車牌識別軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計294.4車牌識別軟件模塊設(shè)計29第五章后臺管理子系統(tǒng)設(shè)計〔符元緒張敏王志偉315.1后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計315.2后臺界面設(shè)計33第六章系統(tǒng)涉及到的關(guān)鍵技術(shù)〔符元緒張敏38第七章總結(jié)與展望〔王志偉437.1總結(jié)437.2展望43致謝〔王志偉44參考文獻45論文作者：論文中文題目.PAGEII.WORD資料可編輯專業(yè)整理分享第一章緒論〔李亞男1.1課題的研究背景隨著我國綜合實力和國民收入水平的提高,機動車保有量每年以15%~20%的速度在迅猛增長,道路建設(shè)步伐不斷加快,全國城市化水平也在不斷提高,交通管理現(xiàn)狀和需求的矛盾進一步加劇,與交通相關(guān)的刑事和治安案件也逐年上升,特別是像肇事或做案后駕車沿公路逃逸、盜搶機動車輛、車輛違章行駛等。針對上述問題,公安部相繼開展了創(chuàng)建平安大道活動和實施暢通工程,其目的是提高交通管理水平,向科技要警力,適應(yīng)我國現(xiàn)代化建設(shè)需要。在現(xiàn)代智能交通管理中,利用視頻技術(shù)獲取各種交通數(shù)據(jù)和對違章車輛進行檢測和監(jiān)控,具有快速、準(zhǔn)確、直觀等優(yōu)點,便于交通指揮管理部門和道路使用者及時了解道路交通狀況,準(zhǔn)確做出決策進行道路交通指揮管理和合理行車路徑選擇。道路交通卡口系統(tǒng)是安裝在公路任意斷面上,包括的城市的出入口、收費站、省際和市際卡口等處?？谙到y(tǒng)對過往車輛進行自動實時拍攝與記錄,并由計算機進行車牌識別以及對車輛進行行駛速度和各類違章的檢測、數(shù)據(jù)采集與報警,必將進一步加大對交通違章、涉案車輛和公路干線交通狀況的監(jiān)控力度,為偵破肇事逃逸案件和治安、刑事案件以及交通違章處理提供有力的線索和證據(jù)。有效地遏制交通違章現(xiàn)象,消除交通隱患,降低機動車肇事逃逸和車輛盜搶案件,提高道路交通管理的智能化、現(xiàn)代化水平。系統(tǒng)把先進的計算機技術(shù)、圖像處理技術(shù)、通信技術(shù)、自動化控制技術(shù)等進行有機結(jié)合,通過對動態(tài)的視頻圖像數(shù)據(jù)實時處理,實現(xiàn)對車輛違章行為自動識別以及對車輛進行行駛速度和各類違章的檢測、數(shù)據(jù)采集與報警。近些年尤其是最近二、三年來,國內(nèi)不少地方特別是華東、華南部分省市的卡口系統(tǒng)建設(shè)力度在不斷加強,其應(yīng)用面也在逐步拓展?？谙到y(tǒng)的數(shù)量、功能及其應(yīng)用水平也有大幅度的增長與提高,其地位、作用與功效等日益受到關(guān)注?？谙到y(tǒng)的建設(shè)工作已越來越多地擺上了重要的議事日程,并在不斷地推廣應(yīng)用中?？谙到y(tǒng)建設(shè)已取得了較大的成效。高清卡口系統(tǒng)是采用先進的光電技術(shù)、圖像處理技術(shù)、模式識別技術(shù)對過往的每一輛汽車均拍下車輛的圖像,并自動識別出車輛的牌照,所采集到的車輛的信息數(shù)據(jù)均保存在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。采用高清卡口系統(tǒng)對道路的建設(shè)非常有意義,它可以很迅速地捕捉到肇事車輛、違章車輛、黑名單車輛等,對公路運行車輛的構(gòu)成、流量分布、違章情況進行常年不間斷的自動記錄,為交通規(guī)劃,交通管理,道路養(yǎng)護部門提供重要的基礎(chǔ)和運行數(shù)據(jù),為快速糾正交通違章行為,快速偵破交通事故逃逸和機動車盜搶案件提供重要的技術(shù)手段和證據(jù),對道路的平安運行和提高公路交通管理的快速反應(yīng)能力有著十分重要的意義。以往的高清卡口系統(tǒng)大都是同時記錄經(jīng)過車輛的車頭部份特寫圖像和車輛的全景圖像兩張照片,分辨率最大768*576,盡管對于車輛的管理來講是已經(jīng)足夠用了,但對于套牌車輛、黑名單車輛、以及肇事車輛來講就稍顯不足,因為需要更清楚地看清駕駛?cè)藛T的面部特征和盡可能多的車輛的細節(jié)等等。為此,開發(fā)出高達200萬像素甚至更高記錄車輛圖像的公路高清卡口系統(tǒng),車輛圖像的分辨率達1600*1200像素及更高像素,在同一時刻采集一張照片,既可以很清楚的看清司乘人員的面部特征,又可以高質(zhì)量的分辨車輛的牌照,并具有很高的車牌自動識別率,識別率實測可達98%以上,經(jīng)過國內(nèi)多個卡口成功應(yīng)用,獲得了良好的效果。在應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中,需對經(jīng)過公路車道的所有車輛進行圖像記錄,并實時識別出車輛的牌照,將識別結(jié)果與公安黑名單車輛庫、交警違章車輛庫的車牌號碼進行比對,并有實時報警功能；系統(tǒng)記錄的圖像應(yīng)可以清楚地分辨司乘人員〔前排的面部特征,圖像的分辨率達到1600*1200像素；系統(tǒng)必須同時兼顧：既能清楚的分辨司乘人員的面部特征,且具有盡可能高的車牌自動識別率；系統(tǒng)應(yīng)可以適應(yīng)各種天氣光照環(huán)境,對于白天的強光和夜間的補光應(yīng)有有效的解決方法；系統(tǒng)應(yīng)有較快的拍攝速度、識別速度、查詢速度、報警速度；系統(tǒng)應(yīng)具有友好的接口,可以與其它系統(tǒng)方便的共享信息。目前,國內(nèi)現(xiàn)有卡口系統(tǒng)絕大多數(shù)是采用感應(yīng)線圈〔部分采用視頻或超聲波等作為車輛感應(yīng)方式,通過彩色攝像機拍攝,由普通或長效錄像機或者硬盤錄像機進行車輛圖像記錄的。其中有一部分卡口系統(tǒng)還具有車輛類型〔大、小車和車輛號牌自動識別和車輛行駛速度自動監(jiān)測的功能。1.2、研究的難點縱觀國內(nèi)已有的卡口系統(tǒng),幾乎都是各自相對獨立設(shè)置的卡口點,彼此之間并不相互關(guān)聯(lián)或互聯(lián)互通；而且基本上多限于拍攝并記錄通過卡口點的機動車輛圖像信息,供事件或案件發(fā)生后追查用,其對于協(xié)助公安機關(guān)交通、治安、刑偵等部門監(jiān)控與打擊道路交通違章、肇事逃逸和盜搶機動車輛等違規(guī)違法行為,發(fā)揮了重要的作用,取得了一定成效。然而,卡口系統(tǒng)建設(shè)過程中也存在有不少問題,有些問題還相當(dāng)突出,必須引起足夠的重視,認真花大力氣予以解決?！惨唤M織協(xié)調(diào)不嚴(yán)密。卡口系統(tǒng)建設(shè)基本上都沒有組成一個統(tǒng)一又強有力的領(lǐng)導(dǎo)、組織與統(tǒng)籌機構(gòu),部門之間、地區(qū)之間、上下級之間的重視、溝通、投入與做法不一,發(fā)展極不平衡；政令警令不暢通,條塊分割,各自為政,自行其是,低水平重復(fù)建設(shè)的現(xiàn)象屢見不鮮,資金、人力、物力、信息等資源浪費的情況時有發(fā)生,嚴(yán)重地影響著卡口系統(tǒng)整體效能的充分發(fā)揮?！捕?guī)劃論證欠周全?？谙到y(tǒng)建設(shè)往往缺乏一整套科學(xué)、規(guī)范、統(tǒng)一的總體規(guī)劃和詳盡合理的實施計劃,其調(diào)研論證不夠充分、深入、具體,方案不夠周詳,布點不盡合理,可操作性較差,不能形成有效的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),大大地削弱了卡口系統(tǒng)應(yīng)有作用的有效發(fā)揮?！踩?guī)范標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。國內(nèi)至今尚沒有一系列規(guī)范、完善、配套齊全的有關(guān)卡口系統(tǒng)建設(shè)各個層面的法律、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系?？谙到y(tǒng)設(shè)計不規(guī)范,標(biāo)準(zhǔn)各異,功能不同,要求不一,系統(tǒng)林立,相互之間不能直接兼容或互聯(lián)互通,信息無法共享,極大地妨礙了卡口系統(tǒng)規(guī)范、健康、有序和可持續(xù)地發(fā)展與提高?！菜膽?yīng)用技術(shù)水平低?，F(xiàn)有卡口系統(tǒng)尤其是設(shè)在道路路段上用于行駛車輛監(jiān)控的卡口系統(tǒng),其車輛特別是不按道行駛車輛的抓拍率不高,存在不低的漏拍現(xiàn)象；車輛類型〔大、小、客、貨、車身顏色和車輛號牌〔含漢字、數(shù)字、字母和號牌顏色等車輛關(guān)鍵特征的準(zhǔn)確識別率不夠高；卡口系統(tǒng)的遠程監(jiān)控、遠程維護與遠程報警〔含防盜報警以及其它網(wǎng)絡(luò)管理功能也不夠完善；全天侯特別是夜間、雨天、霧天、白天強逆光和高速尤其是嚴(yán)重超速行駛等諸多情形下的系統(tǒng)適應(yīng)性與正常工作能力都有待于大大改善和提高；卡口系統(tǒng)的工程設(shè)計、施工、檢驗、運行、維護和培訓(xùn)等諸多環(huán)節(jié)的質(zhì)量和管理水平不高,與國際上通行的ISO9000系列質(zhì)量保證體系的要求還有相當(dāng)大的差距?？谙到y(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)水平與相關(guān)業(yè)務(wù)工作的實際需求差異較大,不能較好地滿足其現(xiàn)狀與今后發(fā)展的客觀需要。此外,卡口系統(tǒng)建設(shè)過程中人員、資金和使用管理等方面也存在不少問題,限于篇幅,不再贅述。簡而言之,當(dāng)前卡口系統(tǒng)建設(shè)無法實現(xiàn)"實時監(jiān)視,聯(lián)網(wǎng)布控,自動報警,快速響應(yīng),科學(xué)高效,信息共享,監(jiān)控、威懾、防范和打擊并重"的綜合管理效能,越來越不能滿足現(xiàn)實業(yè)務(wù)工作當(dāng)前及其今后發(fā)展的需要。面對以上這些問題,為了搞好卡口系統(tǒng)建設(shè),下面擬著重就卡口系統(tǒng)的建設(shè)原則和建設(shè)要求〔技術(shù)層面進行探討并闡述。1.3系統(tǒng)的建設(shè)原則〔一指導(dǎo)思想：堅持從實際出發(fā),因地制宜,近期目標(biāo)與長遠發(fā)展相結(jié)合,立足于成熟、經(jīng)濟、適用、先進又可靠的智能交通監(jiān)控與管理技術(shù)和業(yè)務(wù)工作緊密結(jié)合,注重系統(tǒng)的實用性和實戰(zhàn)性,合理配置資源,服務(wù)、服從于業(yè)務(wù)需要,統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范設(shè)計、周密計劃、合理實施的原則；采用開放性、模塊化、智能化的體系結(jié)構(gòu),依托現(xiàn)有的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和監(jiān)控指揮中心管理系統(tǒng),將各卡口系統(tǒng)融合成一個有機的整體,實現(xiàn)整個系統(tǒng)科學(xué)、高效、可靠、協(xié)調(diào)的管理與運行,達到實時監(jiān)視,聯(lián)網(wǎng)布控,自動報警,快速響應(yīng),信息共享,監(jiān)控、威懾、防范與打擊并重的綜合管理效能與目標(biāo)?！捕O(shè)計原則：必須符合有關(guān)國際通用標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和規(guī)范,國家與部頒標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定的要求；要從技術(shù)和機制上保證信息共享和綜合利用,卡口系統(tǒng)的操作平臺、數(shù)據(jù)格式、通訊接口與協(xié)議等應(yīng)是開放〔標(biāo)準(zhǔn)或公開的,可實現(xiàn)互聯(lián)互通并支持二次開發(fā)或功能調(diào)整,保證系統(tǒng)具有良好的可靠性、可擴展性和可維護性；同時要充分發(fā)揮現(xiàn)有資源的作用。〔三布點原則：1、國道、省道的省際間、地區(qū)間的交界路段；2、城市出入口干道；3、高速公路重點路段；4、區(qū)內(nèi)重要交通路段；5、交通違章、交通事故或治安案件多發(fā)、肇事逃逸現(xiàn)象多的路段；6、其它復(fù)雜路段或部位；7、卡口點必備條件：①220V交流電源；②數(shù)據(jù)通訊線路；③便于架設(shè)施工；④有可依托的特定場所如辦公場所、交通或治安檢查站或者收費站,便于管理維護。社會治安防范不僅僅是人防,合理科學(xué)的技防已經(jīng)是科技強警發(fā)展的趨勢,對于人、車等流動性強的個體如何進行有效的管理,成為了公安部門,特別是區(qū)縣級實戰(zhàn)性公安部門迫切想解決的問題。一輛快速移動的車,如何對它進行精密偵查呢？是否能做到車輛車牌信息捕獲、前排駕乘人員面部信息、以及車輛車體特征等信息呢？如果早期的道路上的卡口能解決以上信息的收集,但是這樣的信息收集對于實戰(zhàn)機關(guān)到底存在的價值有多少呢？一輛逃逸車輛,從卡口以時速80KM通過,這些信息被捕獲傳輸至后端平臺后,經(jīng)過對比處理,系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)并提示需要至少10分鐘,此時車輛在四通八達的道路上已經(jīng)行駛出14、5公里之外,對于堵截車輛來講,此時的信息已經(jīng)失去了實戰(zhàn)價值。如何將卡口的使用更加趨于科學(xué),更加趨于實戰(zhàn),將治安事件從之前的事后確證提前到事前預(yù)防、事中控制,這正是需要我們共同研發(fā)的工作。第二章系統(tǒng)整體設(shè)計〔符元緒張敏王志偉2.1系統(tǒng)概述高清卡口系統(tǒng)的任務(wù)是抓拍所有通過指定路口的所有機動車輛,對抓拍到的機動車輛采集機動車數(shù)據(jù),包括行駛車速、車牌號碼、車輛長度等等,采集完成后實時將數(shù)據(jù)和圖像傳輸給后臺管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)分為三部分前臺抓拍系統(tǒng),車牌識別軟件和后臺管理系統(tǒng)。前臺抓拍系統(tǒng)的主要任務(wù)為控制高清相機對通過的機動車輛進行抓拍得到車輛特征數(shù)據(jù),處理后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給后臺數(shù)據(jù)庫。車牌識別軟件主要任務(wù)為協(xié)助前臺抓拍系統(tǒng)識別抓拍圖像中的車牌號碼并記錄。后臺主要任務(wù)是訪問數(shù)據(jù)庫得到實時信息,包括所有前臺的數(shù)據(jù)傳輸情況,目標(biāo)車輛出現(xiàn)后立即報警。前臺運行的硬件為工控機,采用裁減后的windowsXP操作系統(tǒng),后臺直接面對操作使用人員,同樣使用windows操作系統(tǒng),前臺包含了工控機,線圈板,高清相機。后臺為服務(wù)器主機?？谙到y(tǒng)工作過程如下：通過安裝在路邊的監(jiān)測設(shè)備,實時抓拍該卡點監(jiān)控范圍內(nèi)通過車輛的圖像〔包括該車輛車牌和全景圖像,通過圖像處理和模式識別等先進技術(shù)自動識別其號牌及號牌顏色,并分析判斷車型,分析識別后保存其完整號牌,車輛號牌顏色,車輛車型和抓拍到的圖像以及通過時間,車速,行駛方向,地點等信息。同時將識別的結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中信息進行比對,若為"黑名單"中車輛,則自動報警。同時監(jiān)測超速、逆行、跨壓雙實線、不按道行駛等違章行為,除保存上述數(shù)據(jù)外〔逆行車輛不進行號牌識別,還將記錄行駛方向,車速以及違章原因等信息,為處罰提供依據(jù),并自動報警。安裝在工控機中的交通統(tǒng)計分析軟件對采集的數(shù)據(jù)進行處理,得到所需交通信息并保存。將來聯(lián)網(wǎng)后報警信息與相應(yīng)車輛圖像等數(shù)據(jù)將實時上傳到中心系統(tǒng),其余數(shù)據(jù)可采用定時發(fā)送的方式。系統(tǒng)提供遠程控制功能,接收到遠端中心系統(tǒng)的指令,進行有效性檢驗后,能實時響應(yīng)。包括數(shù)據(jù)更新,數(shù)據(jù)查詢,指定數(shù)據(jù)上傳等。另外,公安專網(wǎng)上其它合法的電腦用戶〔未通過中心系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)而直接發(fā)送請求也可訪問卡口系統(tǒng),系統(tǒng)將檢驗該用戶的身份,并根據(jù)其權(quán)限對通過檢驗的合法用戶提供相應(yīng)服務(wù)。2.2系統(tǒng)的整體框架總體框架查詢導(dǎo)出打印統(tǒng)計用戶管理黑名單管理卡口前端抓拍系統(tǒng)后臺查詢管理系統(tǒng)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫查詢導(dǎo)出打印統(tǒng)計用戶管理黑名單管理卡口前端抓拍系統(tǒng)后臺查詢管理系統(tǒng)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫車牌識別系統(tǒng)車牌識別系統(tǒng)上傳下載進程上傳下載進程圖1邏輯總體框架圖卡口前端監(jiān)控系統(tǒng)后臺查詢管理系統(tǒng)車牌識別系統(tǒng)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫圖2物理總體框架圖子系統(tǒng)框架圖卡口監(jiān)控系統(tǒng)卡口監(jiān)控系統(tǒng)信息管理查詢軟件車牌識別軟件機動車抓拍軟件信息管理查詢軟件車牌識別軟件機動車抓拍軟件圖3前端抓拍系統(tǒng)軟件模塊結(jié)構(gòu)圖4車牌識別系統(tǒng)軟件客戶端管理查詢系統(tǒng)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫客戶端管理查詢系統(tǒng)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫SQL請求圖5數(shù)據(jù)庫基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫接收模塊監(jiān)聽接收數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫接收模塊監(jiān)聽接收數(shù)據(jù)卡口數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)卡口數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)用戶管理模塊用戶管理模塊黑名單錄入路口分類查詢黑名單錄入路口分類查詢數(shù)據(jù)管理模塊數(shù)據(jù)管理模塊數(shù)據(jù)查詢號牌模糊查詢數(shù)據(jù)查詢號牌模糊查詢時間統(tǒng)計查詢時間統(tǒng)計查詢路口參數(shù)路口參數(shù)參數(shù)管理模塊參數(shù)管理模塊系統(tǒng)參數(shù)系統(tǒng)參數(shù)打印管理模塊打印管理模塊圖6后臺管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)2.3需求分析治安卡口監(jiān)控系統(tǒng)具備機動車圖像記錄,速度檢測,車牌識別,目標(biāo)報警等功能,其設(shè)計目的就是通過檢測過往車輛來實現(xiàn)對城市主要路段進行長期監(jiān)控,做到反應(yīng)迅速,信息真實,運行穩(wěn)定。以便及時查獲堵截3違法犯罪份子。整個系統(tǒng)應(yīng)該具備車輛抓拍,車牌識別,后臺數(shù)據(jù)管理三個方面,其具體要求如下:1>車輛抓拍。車輛抓拍是卡口系統(tǒng)的重點,其主要要求有:車輛抓拍率盡可能高,理論上應(yīng)達到100%;抓拍的照片要清晰,能夠看清車輛的外部特征和車牌信息;抓拍的角度要正確,能夠看到駕駛室內(nèi)人員情況;信息上傳的速度要足夠快,以保證做到實時上傳,及時報警;當(dāng)網(wǎng)絡(luò)傳輸出現(xiàn)故障時,本地圖像的存儲要可靠,做到圖像數(shù)據(jù)不會丟失。系統(tǒng)要穩(wěn)定,能夠長時間運行,不能因為軟件原因死機。2>車牌識別。車牌識別要做到識別正確率的盡可能高,不能低于85.95%<國際識別率技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)>;識別速度應(yīng)盡可能快,如果識別速度慢,會影響系統(tǒng)整體速度,在高速公路的出入口這樣關(guān)鍵地段不能出現(xiàn)漏車現(xiàn)象,理論上從車輛照片抓拍,識別車牌,到存儲圖片的整個工作過程最慢不能超過lso3>后臺管理系統(tǒng)。后臺管理系統(tǒng)兼顧數(shù)據(jù)庫的使用來存儲前臺傳輸?shù)能囕v信息,系統(tǒng)主要功能有查詢、統(tǒng)計、打印、導(dǎo)出、系統(tǒng)界面要做到簡潔大方,操作方便。前臺傳輸過來的數(shù)據(jù)要求可靠存儲,至少保留3個月。在查詢方面要做到自動對比,缺省查詢,查詢速度快,目標(biāo)車輛出現(xiàn)報警迅速。系統(tǒng)要做到穩(wěn)定可靠,不能死機,同時帶有對所有前臺的監(jiān)控功能,能夠?qū)崟r知道各個前臺系統(tǒng)的運行情況。要保證前后臺系統(tǒng)時間同步。2.4功能分析實時抓拍車輛圖像為保證較高的車輛捕獲率,方案仍然采用目前最可靠最有效的地感線圈檢測車輛的方法來檢測車輛,當(dāng)車輛經(jīng)過地感線圈時,系統(tǒng)自動實時捕獲壹幅車輛圖像,所拍攝的車輛圖像的分辨率為1600*1200像素,圖像中可以用肉眼清楚的分辨車輛的顏色、特征、車牌的號碼、顏色、司乘人員的面部特征,白天能清晰識別車輛牌照及整個車身的特征情況,晚上能克服車輛迎頭拍攝的前大燈眩光問題,夜間車輛牌照及整個車身特征同樣清晰。1自動保存車輛信息系統(tǒng)主控機能自動保存所捕獲車輛的信息,包括車輛的圖像、車牌號碼、車輛經(jīng)過時的時間、經(jīng)過地點等,所保存的圖像為24位真彩色圖像,圖像分辨率為1600*1200像素,JPEG壓縮格式；保存圖像均為循環(huán)覆蓋方式自動覆蓋上個月的舊圖像；車牌號碼為系統(tǒng)自動識別的結(jié)果,所有車輛的信息包括圖像路徑均保存在INI文件中,這樣可與其它中心應(yīng)用系統(tǒng)很好的接口。2清晰分辨面部特征由于圖像的分辨率較高,達到可以達到1600*1200像素,因此拍攝下來的車輛圖像中,駕駛?cè)藛T的面部特征比用普通監(jiān)控像機所拍攝的圖像清晰。3汽車牌照自動識別對捕獲的車輛圖像可實時進行汽車牌照自動識別,車牌識別采用先進的電腦視覺識別技術(shù),能夠識別0-9十個阿拉數(shù)字,A-Z二十六個大寫英文字母及相關(guān)漢字,并且可識別黑、白、黃、藍車牌顏色。系統(tǒng)能夠識別符合"GA36-92”〔92式牌照和"GA36.1-2001”〔02式新牌照標(biāo)準(zhǔn)的民用車牌照和軍車、警車等特殊牌照的漢字、字母、數(shù)字、顏色等信息。由于采用獨有的高速攝像技術(shù),精確的曝光算法使得牌照自動識別準(zhǔn)確率超過4實時報警功能針對超速及被盜搶車輛和交通肇事逃逸車輛能實時報警。對于預(yù)交費車輛,可實時進行查詢確認。當(dāng)通過車輛與用戶事先輸入的被盜搶車輛或交通肇事逃逸等車輛的牌照號碼及車型等信息特征相符合時,系統(tǒng)在現(xiàn)場可以立即以聲音進行報警,提醒值班人員有可疑車輛通過；同時系統(tǒng)將報警信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,與110或122系統(tǒng)結(jié)合進行抓逃。報警信息中包括車牌號碼、車速、車型、車輛通過時間、車輛圖片等。具備與交警或公安數(shù)據(jù)中心進行數(shù)據(jù)交換功能,并可實時將報警車輛的有關(guān)信息上傳。5車輛數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)記錄經(jīng)過卡口的每一輛車的信息,包括車牌號碼、車速、車型、經(jīng)過時間、車輛圖像等,并保存在數(shù)據(jù)庫中,對過往卡口車輛的流量信息進行統(tǒng)計,并提供方便的數(shù)據(jù)搜索與瀏覽、報警設(shè)置等操作手段。能夠按時間、速度、車型、車輛牌照、行駛方向等條件查找、列表顯示、回放歷史記錄；具有車輛查詢統(tǒng)計信息、流量統(tǒng)計曲線打印功能；具有模糊查詢和精確查詢功能,為指揮中心提供管理與指揮的數(shù)據(jù)資料。6全天候不間斷工作系統(tǒng)可設(shè)定數(shù)據(jù)保存時間,并能自動對圖像數(shù)據(jù)循環(huán)覆蓋,系統(tǒng)可存儲不少于100萬輛車輛圖像。系統(tǒng)按無人職守方式設(shè)計,當(dāng)系統(tǒng)遇故障死機時,可自動重啟?？蛇h程對各站點進行嫌疑車輛參數(shù)設(shè)置,對各站點數(shù)據(jù)進行維護。7實時上傳數(shù)據(jù)系統(tǒng)具備實時上傳功能,上傳協(xié)議采用FTP方式,具斷點續(xù)傳功能,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時,所有記錄仍保存在本地,網(wǎng)絡(luò)連通時,系統(tǒng)自動繼續(xù)上傳記錄。系統(tǒng)完成的功能很多,分類后主要可以分為"黑名單"數(shù)據(jù)庫的管理、軌跡分析、布控管理、報警管理、出城車輛Web信息查詢、公安業(yè)務(wù)信息查詢系統(tǒng)、出租車出城管理系統(tǒng)、系統(tǒng)管理、違章處罰等八大功能。8黑名單"數(shù)據(jù)庫管理由于"黑名單"數(shù)據(jù)庫在整個系統(tǒng)中的意義,在系統(tǒng)設(shè)計中把"黑名單"數(shù)據(jù)庫的詳細資料保存在指揮中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器上。具體的功能有："黑名單"數(shù)據(jù)庫的建立和維護、管理功能。對"黑名單"的輸入、輸出、定期刪除、打印、查詢、檢查等日常事務(wù)進行管理。定期和人工兩種方式進行"黑名單"數(shù)據(jù)庫的刷新。"黑名單"數(shù)據(jù)庫的自動分發(fā)到高清卡口系統(tǒng)服器。在"黑名單"數(shù)據(jù)庫的表中規(guī)定了對車輛記錄的刷新條件的一個時間屬性,若該屬性不為空,則說明在對車輛布控時規(guī)定了布控的有效期,在到了有效期時,系統(tǒng)自動進行刪除。反之,需要進行人為的撤銷布控。撤銷布控只能由布控人員進行,不可以越級執(zhí)行。9布控管理布控管理布控過程就是把嫌疑車輛或嫌疑人的特征寫入"黑名單"數(shù)據(jù)庫,是一類特殊的"黑名單"數(shù)據(jù)庫,可以分為三種類型,即長期、定期和臨時布控,如國家公安部的"黑名單"數(shù)據(jù)庫就是一種長期的布控,定期布控就是在一定的時間里,就像對違章但過期沒有接受處罰的車輛,而臨時布控就是在城市中發(fā)生了突發(fā)事件而進行的布控。一旦布控成功后,系統(tǒng)自動進行信息的用戶返回。若沒有成功的化,可以用文字的方式進行解釋。其主要的功能有集中布控,集中布控是指采用市支隊指揮中心集中布控,其余的公安分局不能進行布控,主要原因就是要集中管理,支隊指揮中心本身就是全市治安信息的匯集點,可以在全市范圍內(nèi)確定布控的預(yù)案,統(tǒng)一調(diào)度。10模糊匹配布控在嫌疑車輛布控時往往會發(fā)生牌照號碼不全、或者位置定位不準(zhǔn)確等,因此系統(tǒng)必須提供允許任意情況的布控,即可以給出連續(xù)的幾位,也可以給出任意位置的幾位,如蘇N??67?說明在經(jīng)過的車輛是的車輛,首位是L,第五、六為為67的車輛,在接收到車輛信息時能進行相應(yīng)的處理。11布控查詢原則上是指揮中心管理人員或系統(tǒng)管理人員可以進行的布控情況和報警的情況,并且查詢的結(jié)果以Web方式發(fā)布到用戶界面,查詢結(jié)果可以保存到文件、輸出到打印機上打印。12撤銷布控布控的撤銷分為人工和自動兩種方式,人工撤銷布控僅限于同級的指揮中心來完成,自動由系統(tǒng)根據(jù)定義的有效期進行刪除,撤銷布控的記錄保存在指揮中13布控確認在高清卡口系統(tǒng)的執(zhí)勤民警接受到來自指揮中心布控和預(yù)案指令后,系統(tǒng)提供確認信息的機制,一旦布控指令被確認,指揮中心就實時反應(yīng)是誰在值班和接收指令。14報警管理報警是遠程布控的逆向過程,把在高清卡口系統(tǒng)判斷的違章車輛或犯罪嫌疑人信息傳回支隊指揮中心,為指揮中心的決策提供依據(jù)。但實現(xiàn)的過程是有區(qū)別的,報警是直接把報警信息發(fā)揮到指揮中心,而不是通過每一級進行信息的傳遞。其主要的功能有：系統(tǒng)報警實現(xiàn)兩級制,即高清卡口系統(tǒng)的報警和指揮中心進行報警,警示可以采用聲音、圖像閃動等明顯的方式進行,不同的報警內(nèi)容對應(yīng)與不同的聲音。報警內(nèi)容,包括車輛圖片和文字信息可以打印、下載保存。報警記錄與"黑名單"數(shù)據(jù)庫一樣,可以分為三類進行保存,保存時間可以根據(jù)不同需要進行配置,保存在卡口的數(shù)據(jù)庫中。而對于布控單位,僅保存相應(yīng)的布控所產(chǎn)生的報警信息,信息保存在指揮中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器上,便于用戶的網(wǎng)絡(luò)查詢。15報警查詢報警查詢可以查看報警的情況和報警圖片,并且查詢的結(jié)果以Web方式發(fā)布到用戶界面或者本地查詢,查詢結(jié)果可以保存到文件、輸出到打印機上打印。16報警比對簡單的數(shù)據(jù)庫比對,把車牌號碼分別與"黑名單"數(shù)據(jù)庫中進行比對,發(fā)現(xiàn)相吻合的車輛牌照,把信息寫入數(shù)據(jù)庫的臨時表中,在高清卡口系統(tǒng)進行報警。但布控時往往發(fā)生車牌號碼不全、車牌自動識別進行識別時產(chǎn)生的個別字符的誤判所產(chǎn)生的問題,系統(tǒng)提供單個字符的模糊查詢,彌補車牌自動識別率的不足,同時在車輛布控時可以采用通配符形式記入"黑名單"數(shù)據(jù)庫,有通配符的布控信息另立數(shù)據(jù)表,加快"黑名單"數(shù)據(jù)庫的正常查詢。對于超速違章或逆行車輛,系統(tǒng)根據(jù)車輛檢測系統(tǒng)判斷的車牌號碼加以區(qū)分是本地車輛還是外地車輛,若是本地車輛,則把違章信息寫入交警支隊的違章數(shù)據(jù)庫中,若是本地車輛,系統(tǒng)自動在高清卡口系統(tǒng)進行報警,同時在LED上顯示。系統(tǒng)在接收到任何一輛過往車輛的信息時,調(diào)用假牌假證的分析工具進行數(shù)據(jù)的分析,若發(fā)現(xiàn)是假牌假證車輛,系統(tǒng)也實時進行報警,同時在LED上顯示。17報警統(tǒng)計和報表無論是網(wǎng)絡(luò)用戶,還是各級指揮中心,系統(tǒng)可以對所管轄區(qū)域內(nèi)的報警情況進行統(tǒng)計,生成月報表、圖表,即可作為對工作人員的考核、同時可以為打擊犯罪提供理論依據(jù)。18特殊報警就是在一定范圍內(nèi)的車速或者某種違章記錄的車輛經(jīng)過時進行報警,一方面可以動態(tài)地了解臨時違章車輛的信息,另一方面也可以為今后的處罰系統(tǒng)提供二次接口。19出城車輛Web信息查詢車輛查詢隨意查詢指定高清卡口系統(tǒng)的的通行車輛的記錄。查詢條件由車輛通過的時間、速度、行駛方向、車型、車牌號等組合形式,其中車牌號碼可以只給出少數(shù)幾位,從而進行模糊匹配查詢。如需要查詢在某個路口的某個方向,且速度大于80的車輛,可以通過地圖上的站點位置進行選擇,通過輸入車輛速度就可以查詢,查詢結(jié)果以列表方式顯示。流量統(tǒng)計可以統(tǒng)計高清卡口系統(tǒng)路口的交通流量,統(tǒng)計條件由時間范圍、車型、車輛行駛方向等條件組合。查詢系統(tǒng)能查看實時路口車輛圖像。車輛的詳細情況系統(tǒng)通過輸入車輛牌照,可以直接連接車輛管理數(shù)據(jù)庫,把顯示相應(yīng)的車輛的詳細信息,方便用戶通過牌照號碼再使用其它的系統(tǒng)。系統(tǒng)報警信息對于系統(tǒng)的所有報警,包括嫌疑車輛和嫌疑人員的報警進行信息查詢。20Web站點管理中心管理中心只有具有管理員權(quán)限的用戶才能進入,使用管理員登陸以后,直接進入管理中心,有以下幾部分組成：高清卡口系統(tǒng)設(shè)置：添加各個高清卡口系統(tǒng),并進行參數(shù)設(shè)置。子中心設(shè)置：添加各個子中心,并進行參數(shù)設(shè)置。用戶管理：設(shè)置用戶賬號密碼。車管所連接設(shè)置：與機動車輛數(shù)據(jù)。瀏覽站點：進入查詢地圖的頁面。2.5整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)卡口系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)可以分為三個部分:前臺抓拍系統(tǒng)<城市路口>,車牌識別軟件<前臺工控機>,后臺管理查詢系統(tǒng)<110指揮中心>。前臺抓拍系統(tǒng)負責(zé)車輛信息的采集,處理并將數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送給后臺,前臺抓拍軟件在工控機上運行。車牌識別軟件主要將采集的照片文件進行進一步處理,得到機動車的車牌信息,在前臺工控機上運行。后臺管理系統(tǒng)通過以太網(wǎng)接收各個前臺傳來的數(shù)據(jù)并存儲,處理和顯示給用戶。后臺管理系統(tǒng)同時具備監(jiān)控各個前臺的運行情況,更改前臺的參數(shù),對各個前臺進行遠程維護的功能。在本系統(tǒng)中,后臺管理系統(tǒng)直接面向用戶,為此系統(tǒng)界面要有充分的友好性,易于操作。因為大部分用戶都習(xí)慣于windows操作系統(tǒng),因此后臺的開發(fā)環(huán)境仍然選用windows系統(tǒng)。通過對卡口系統(tǒng)的分析確定了本系統(tǒng)的設(shè)計方案。前臺抓拍系統(tǒng)選用windows操作系統(tǒng);工控機需要有RS232串口,線圈信號經(jīng)過線圈檢測板處理后由串口傳輸給工控機,工控機使用以太網(wǎng)將圖片傳輸給后臺管理系統(tǒng)服務(wù)器。2.6系統(tǒng)工作原理抓拍原理抓拍系統(tǒng)的核心之一為檢測機動車。檢測機動車的方法有很多種,目前比較常用的有:地感應(yīng)線圈檢測、激光檢測、視頻檢測和雷達檢測。以下是各個檢測方式的簡單介紹:1>地感應(yīng)線圈檢測。利用電磁感應(yīng)原理,在道路上埋設(shè)線圈并通電,通過檢測金屬車體切割線圈電磁場產(chǎn)生的磁感應(yīng)變化來判斷是否有車輛通過。優(yōu)點是工作穩(wěn)定,檢測率高,理論上能達到100%,缺點是線圈不可移動,安裝時需要切開路面鋪設(shè)線圈。2>激光檢測。使用激光反射的原理對通過車輛進行檢測。優(yōu)點是檢測率高,缺點是使用過程中激光可能會對駕駛員的眼睛造成傷害。3視頻檢測。使用攝像機拍攝路面,通過對視頻圖像的分析處理來判斷是否有車輛經(jīng)過。優(yōu)點是安裝方便,可以實時調(diào)整檢測區(qū)域。缺點是視頻檢測算法尚不成熟,容易受到路面行人和非機動車的干擾。4>雷達檢測。雷達檢測的原理是多普勒效應(yīng),在實際工作中由于路面環(huán)境復(fù)雜,一旦有多車輛通過時會嚴(yán)重干擾檢測結(jié)果。通過對上面多種檢測方式的比較分析,結(jié)合卡口系統(tǒng)的實際需求,為保證機動車的檢測率,本系統(tǒng)采用地感應(yīng)線圈的檢測方式。地感應(yīng)線圈檢測方式基于電磁感應(yīng)原理,由感應(yīng)線圈和信號檢測器組成,機動車通過線圈時金屬車體切割線圈磁通線使得線圈電感變化,繼而影響了電路頻率,通過觀測電路頻率的變化來判斷是否有機動車通過線圈上方。下面簡單介紹實際檢測方法。地感線圈為雙線圈,前后埋放在公路上,當(dāng)機動車進入第一個感應(yīng)線圈的區(qū)域時,金屬車體切割感應(yīng)線圈的電磁場,引發(fā)了磁感應(yīng)變化,線圈檢測板讀取這個變化就能得知有機動車進入目標(biāo)區(qū)域,檢測板通過RS232串口將此信號發(fā)送給工控機,工控機得到信號后記錄時間t1同時發(fā)送拍攝指令給相機,相機啟動抓拍,當(dāng)機動車通過第二個感應(yīng)線圈時,同樣工控機也可得到信號并記錄時間t2,當(dāng)機動車離開第一個線圈區(qū)域時記錄第三個時間t3,設(shè)兩個線圈之間距離為S,則機動車車速v為:V=S/<T2-T1><2.1>機動車車身長度L為:L=V*<T3-T1><2.2>通過車身長度與數(shù)據(jù)庫中標(biāo)準(zhǔn)車身長度進行比較即可判斷機動車的大概型號為大型車還是小型車。具體過程如圖<2.2>。線圈信號邏輯表見表2.1進一步分析,同時結(jié)合道路實際情況,發(fā)現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn)摩托車觸發(fā)線圈,或者有機動車逆向行駛時,本邏輯表存在漏洞,不僅無法判斷當(dāng)前車輛情況,還會影響后面所有的車輛拍攝,因此對邏輯進行了以下改進:1>使用計時器,對每一次動作都有限時要求,一旦發(fā)現(xiàn)后續(xù)信號未在規(guī)定時間內(nèi)出現(xiàn),立刻回復(fù)初始狀態(tài)。本改進用于消除車輛停在線圈上的影響2>設(shè)置變量用于存儲前一次信號狀態(tài),用于消除摩托車和逆向行駛機動車的干擾。改進后的邏輯表見表2.2.狀態(tài)一號線圈二號線圈車輛情況110車輛進入1號線圈211車輛進入22號線圈301車輛進入1號線圈400車輛進入2號線圈表2-1原始線圈邏輯信號表狀態(tài)一號線圈二號線圈前一狀態(tài)車輛實際情況0000或3初始化狀態(tài)1100車輛正向行駛進入1號線圈2113車輛正向行駛進入2號線圈3012車輛正向行駛進入1號線圈3010車輛正向行駛進入2號線圈2113車輛正向行駛進入1號線圈1102車輛正向行駛進入2號線圈0001車輛正向行駛進入1號線圈3011判斷車輛為摩托車正向行駛3010判斷車輛為摩托車曲線行駛表2-2改進后線圈邏輯信號表以上方法綜合考慮了摩托車和逆向行駛機動車對抓拍的影響,理論抓拍率達到了100%.傳輸原理抓拍到得圖像信息存儲在前臺工控機硬盤內(nèi),信息傳輸有兩種,一種是通過以太網(wǎng)與后臺服務(wù)器建立丁CP/IP連接,將信息實時發(fā)送給后臺服務(wù)器,發(fā)送成功的信息不再保存于工控機的硬盤,第二種方式是備用方式,既當(dāng)以太網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障無法與后臺服務(wù)器通信時,前臺系統(tǒng)支持USB上傳,維修人員可將U盤或移動硬盤等移動存儲設(shè)備通過USB端口連接到工控機上,抓拍信息將自動上傳到移動存儲設(shè)備中。本文綜合使用了以上兩種傳輸方式,其中丁CP/IP通信采用的C/S結(jié)構(gòu),即前臺工控機為Client,后臺服務(wù)器為Server,每臺工控機啟動后,通過讀取參數(shù)配置表以獲得后臺服務(wù)器的IP地址和通信端口,使用套接字建立丁CP/IP連接,此連接保證圖片等信息的有效發(fā)送,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)斷開后,工控機內(nèi)軟件會持續(xù)重新連接后臺服務(wù)器,同時將抓拍信息保存在本地,監(jiān)控USB端口設(shè)備情況,windows系統(tǒng)中,當(dāng)USB口識別出外接閃存盤或者移動硬盤時會產(chǎn)生特定消息WMDEVICECHANGE,本軟件捕獲該消息后立即將本地存儲的抓拍信息全部上傳到外接移動設(shè)備中。2.7系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)前臺硬件部分包含工控機,線圈板,高清相機,具體設(shè)計見圖2.3.信號采集卡信息采集卡高清錄像機高清相機紅綠燈信號采集卡信息采集卡高清錄像機高清相機紅綠燈交換機交換機工業(yè)控制計算機工業(yè)控制計算機卡口系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)卡口系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖2.3前端抓拍系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)信息傳遞方式及后臺服務(wù)器選定前臺抓拍系統(tǒng)需要將抓拍到的圖片信息上傳到后臺服務(wù)器,由于傳輸數(shù)據(jù)量很大,所以采用光纖通信方式。后臺服務(wù)器為工業(yè)級PC服務(wù)器,由于需要存儲和查詢大量信息,所以采用硬盤容量至少5006,同時服務(wù)器也需要有超過1G的內(nèi)存,安裝100M以太網(wǎng)卡,操作系統(tǒng)選取windows,數(shù)據(jù)庫采用SQLserver數(shù)據(jù)庫,管理軟件運行在此服務(wù)器上,為使用者提供查詢和打印等功能。2.8系統(tǒng)軟件設(shè)計整個系統(tǒng)的軟件分為3個部分,機動車抓拍軟件,車牌識別軟件,信息管理查詢軟件。軟件框圖見圖2.4.前端工控機上運行的抓拍軟件功能相對復(fù)雜,接收線圈板傳來的串口數(shù)據(jù),判斷是否有機動車通過,同時計算出通過的機動車車速與車長,對車輛進行抓拍。車牌識別軟件主要功能是將抓拍到的照片做進一步處理,得到車牌信息。后臺管理軟件主要作用是接收各個前臺發(fā)送過來的抓拍信息,存儲到數(shù)據(jù)庫中并且與數(shù)據(jù)庫中的黑名單車輛進行比對,發(fā)現(xiàn)目標(biāo)車輛后及時報警通知使用者,同時兼有查詢和統(tǒng)計功能。本系統(tǒng)軟件使用MicrosoftVC++6.0開發(fā),前臺抓拍系統(tǒng)運行在嵌入式windowsXP環(huán)境下。嵌入式XP為裁減后的windowsXP系統(tǒng),具有以下特點:1>支持所有在windowsXP下運行的軟件,由于大部分高清相機只提供了支持windowsXP的SDK開發(fā)包,使用嵌入式XP能夠節(jié)約開發(fā)時間。2>裁減后的XP系統(tǒng)只有300MB大小,大大節(jié)約了硬件成本。3>嵌入式XP系統(tǒng)保留了windowsXP組件中的硬件部分,支持所有能運行windowsXP的主板芯片。設(shè)計原則高清卡口系統(tǒng)嚴(yán)格按照公安部頒標(biāo)準(zhǔn)《GAT497-2009公路車輛監(jiān)測記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件》規(guī)定的技術(shù)要求進行設(shè)計,同時,在采用高清攝像技術(shù)方面又進行了功能和性能上的擴展。1.可拓展性、可兼容性由于用戶以后的需求會不斷發(fā)展,系統(tǒng)建設(shè)的數(shù)量將隨之?dāng)U大,在設(shè)計上,即要在功能上推陳出新,又要兼容舊的系統(tǒng),以保護用戶的投資,因此我們采用模塊化設(shè)計,模塊間數(shù)據(jù)傳輸均采用標(biāo)準(zhǔn)的傳輸協(xié)議,任何一個模塊的升級短期內(nèi)都不會影響到其它模塊的正常應(yīng)用。2.應(yīng)用性高清卡口系統(tǒng)采用嵌入式工業(yè)控制主機,模塊化的設(shè)計使安裝使用非常方便。用戶只需簡單的接線,并按相應(yīng)的調(diào)試程序進行安裝調(diào)試就可達到最佳的應(yīng)用效果。所有實時監(jiān)控、牌照識別、實時上傳等工作,均為完全智能控制,不用單獨設(shè)置。3.合理性嚴(yán)格以系統(tǒng)工程學(xué)及其它先進理論指導(dǎo)設(shè)計,使系統(tǒng)的各部分合理配置,有機融合并盡可能的發(fā)揮設(shè)備潛力和軟件功能,最大限度地提高性能價格比。4.先進性充分利用科技進步成果,采用先進設(shè)備和軟件,使系統(tǒng)具有完備的功能,并且易于升級換代,在保證其先進性的前提下具有較長的生命周期。5.可行性系統(tǒng)設(shè)計、選材、選型符合國家和地方政府的法規(guī)政策,與用戶及上級管理部門的管理制度相適應(yīng),與用戶在經(jīng)濟能力方面的實際情況相吻合。6.可靠性采取選用高集成設(shè)備,采用自動檢測、自動報警、自動監(jiān)控和容錯等技術(shù)來保證可靠性。7.安全性系統(tǒng)具有防病毒,防誤操作特性,有較強的抗干擾、抗靜電能力,同時提供數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)措施。系統(tǒng)還將提供用戶等級權(quán)限保護,有效排除人為因素的干擾。設(shè)計依據(jù)1、《道路交通科技發(fā)展"十一五"計劃和20XX規(guī)劃》2、《全國城市實施道路暢通工程總體方案》《建筑電氣設(shè)計技術(shù)規(guī)范》〔GBJ163、《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》〔GB5005720XX版4、《公安部GA/T497-2009《公路車輛監(jiān)測記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件》5、《工業(yè)企業(yè)通用設(shè)計規(guī)范》〔GBT42-816、《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》〔7、《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》〔GB50198-948、《民用工業(yè)建筑電氣設(shè)計規(guī)范》〔GJT16-929、《電視系統(tǒng)視頻指標(biāo)》〔CCTRRECOMMENDATION472-310、《工業(yè)企業(yè)通訊接地設(shè)計規(guī)范》11、《安防系統(tǒng)工程驗收規(guī)范》GA308－20012.9優(yōu)化設(shè)計1、系統(tǒng)優(yōu)化治安卡口建設(shè)的真正挑戰(zhàn),并不在于局部是否能實現(xiàn)卡口功能,而晨大規(guī)模應(yīng)用之下的整體性能和穩(wěn)定性,系統(tǒng)要求包括:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)至少能達到總隊、支隊、大隊聯(lián)網(wǎng)管理,并且可以擴展形成區(qū)域、城市、省際或更大規(guī)模的中心管理系統(tǒng);工程適用性,能滿足各種現(xiàn)場環(huán)境和施工條件,能夠?qū)π孪到y(tǒng)建設(shè)和老系統(tǒng)改造都具有足夠的適應(yīng)性;系統(tǒng)開放性、可擴展性及與第三方系統(tǒng)如110指揮中心等的集成;成本合理,包括建設(shè)成本、使用成本、維護成本、更新成本;系統(tǒng)升級,包括對原有系統(tǒng)的升級和將來系統(tǒng)的擴展能力。2、技術(shù)優(yōu)化<1>提高車輛照識別率車輛自動識別的識別率指標(biāo)的重要性在于,只有達到實用識別技術(shù)指標(biāo)的卡口系統(tǒng)才一能有效實現(xiàn)自動比對報警,否則會出現(xiàn)大量誤報。同時,識別率高,系統(tǒng)需要調(diào)用圖像、人工介入的可能性就小,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的運行負擔(dān)就小。一個中等城市的卡口系統(tǒng),如果識別率不夠高,選擇4位或S位比對正確報警的頻率大約是1分鐘報警一次,現(xiàn)場值班警員幾乎無法用報警信息正常工作。<2>強化圖像管理隨著卡口數(shù)量的增加以及卡口運行時間增長,卡口應(yīng)用系統(tǒng)和中心聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)必須能夠承受大數(shù)據(jù)量圖像傳輸、存儲、查詢的壓力。2.10系統(tǒng)安全性設(shè)計為了系統(tǒng)長期安全、可靠、穩(wěn)定運行,系統(tǒng)設(shè)計時采取下列安全保護措施:〔1選用工業(yè)級控制主機。<2>安裝防病毒防火墻,保證系統(tǒng)不受病毒、和其它惡意攻擊的破壞。<3>監(jiān)控應(yīng)用軟件具有防死機自檢功能,一旦發(fā)現(xiàn)出錯自動復(fù)位計算機。<4>系統(tǒng)配備電子調(diào)壓式凈化穩(wěn)壓電源,對整個系統(tǒng)集中供電;而工控機、攝像機、車輛檢測器等重要設(shè)備均采用UPS不間斷電源供電,UPS及其電池選用主流品牌產(chǎn)品。<5>通過UPS進行停電自恢復(fù)啟動,保障系統(tǒng)在恢復(fù)供電時保持正常啟動。<6>攝像機防護罩選用室外型產(chǎn)品,具有雨刷、加熱、風(fēng)扇等設(shè)施。雨刷的開關(guān)還經(jīng)過時間繼電器保護,長時間工作時會自動切斷電源,經(jīng)適當(dāng)延時后再自動打開,防止電機燒毀。<7>加裝防雷保護裝置由于本系統(tǒng)設(shè)備分布的面積較廣,且均處于野外,因此為防止受到雷電侵襲,造成設(shè)備破壞,本系統(tǒng)必須采用防雷措施。外部防雷包括避雷針、避雷帶、引下線、接地極等,其主要的功能是為了確保露天高大物體免受直擊雷的侵襲,將可能擊中露天高大物體的雷電泄放入大地。內(nèi)部防雷系統(tǒng)是為保護室內(nèi)設(shè)備而設(shè)置的。在需要保護設(shè)備的前端安裝合適的避雷器,使設(shè)備、線路與大地形成一個有條件的等電位體。將可能進入的雷電流阻攔在外,將因雷擊而使內(nèi)部設(shè)施所感應(yīng)到的雷電流得以安全泄放入地,確保后接設(shè)備的安全。本項目工程可列為第二類防雷建筑物,并按第二類防雷建筑物相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進行防雷設(shè)計,防雷的基本思路是重點保護主控設(shè)備。由于主控設(shè)備受感應(yīng)雷和雷電波的侵入主要來自兩個方面:其一是交流電源線路;其二是各種信號傳輸線路;因此需要在其電源進線端和信號進線端安裝相應(yīng)的防雷器。室外攝像機的防雷采用在設(shè)備安裝支架上安裝避雷針,并直接利用攝像機的立桿作為避雷針的引下線來實現(xiàn)。<8>設(shè)備可靠接地按國標(biāo)GB50057-94,GB14050-93和工業(yè)企業(yè)通信接地設(shè)計規(guī)范的要求把設(shè)備接地。一般采用直埋式接地體,有條件的地方將直埋式接地體與地網(wǎng)相聯(lián)接;不聯(lián)地網(wǎng)的直埋式接地體施工后如果不符合接地電阻要求,則要采取深埋、改換接地體周圍的土壤、甚至灌降阻劑等措施確保接地電阻達到要求。<9>采用T桿或F桿作為設(shè)備安裝支架,能夠抵御12級以上臺風(fēng)襲擊和行駛車輛的碰撞。第三章前端抓拍子系統(tǒng)設(shè)計〔符元緒張敏3.1軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計前端抓拍軟件可分為以下幾個模塊:圖片抓拍模塊;串口通信模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、參數(shù)設(shè)置模塊見圖<3.1>。圖3-1前端系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖各個模塊的功能如下:圖片抓拍模塊。主要功能為控制相機抓拍機動車照片并保存在本地硬盤。串口通信模塊。主要功能為接收線圈板傳輸過來的串口信號,從中判斷是否有機動車通過,車速及車長數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸模塊。功能為將本地保存的抓拍信息通過以太網(wǎng)傳輸給后臺服務(wù)器,兼有監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)是否暢通。參數(shù)設(shè)置模塊。功能為根據(jù)口期和時間變化來實時修改相機的拍攝參數(shù)以保證拍攝的照片質(zhì)量,同時支持實時USB上傳和下載。前臺抓拍軟件的工作流程見圖<3.2>.3.2軟件實現(xiàn)方式前臺抓拍軟件最重要功能有兩個:1>圖片抓拍:抓拍機動車圖片。2>串口通信:監(jiān)控串口實時得到線圈板發(fā)來的串口數(shù)據(jù)。在軟件運行過程中會一直使用這兩個功能,本軟件采用消息映射方式有以下因素1>相機拍攝一張照片平均需要50ms時間,為了使系統(tǒng)達到足夠的靈敏性,需要使用消息映射的方式來處理抓拍動作2>使用消息驅(qū)動方式完成串口通信的特點是靈活,占用CPU時間少。前臺抓拍系統(tǒng)需要長時間工作,對軟件要求較高,需要盡量節(jié)約系統(tǒng)資源,因此采用消息驅(qū)動方式。3-2前端系統(tǒng)工作流程消息定義通過分析軟件需求前臺抓拍系統(tǒng)定義了如下基本消息:1>抓拍消息WM_CAPTURE2>定時器消息WM_TIMER3>串口接收消息WM_COMMesRXCHAR4>刪除照片消息WM_DELETEPIC5>刪除所有照片消息WM_DELETEALLPIC各個消息對應(yīng)的響應(yīng)函數(shù)如下1>OnCapture<intcamIndex>:主要功能為控制相機抓拍照片,傳入?yún)?shù)為相機序號,本程序支持多路網(wǎng)絡(luò)相機。2>voidTimerFunc<intidt>:程序中創(chuàng)建了多路定時器,主要有控制后續(xù)抓拍定時器;控制相機數(shù)量定時器;重啟系統(tǒng)定時器;重設(shè)相機參數(shù)定時器;修改系統(tǒng)參數(shù)定時器。由傳入idt值判斷使用哪路定時器功能。3>voidOnCom<unsignedcharch>:傳入?yún)?shù)為得到的串口數(shù)據(jù),通過邏輯比較可以得到此時線圈狀態(tài)變化。4>voidOnDeletePic<intindex>:本函數(shù)主要功能為刪除內(nèi)存中最新的一張照片。5>voidOnDeleteAllPic<intindex>:本函數(shù)主要功能為刪除內(nèi)存中所有照片。系統(tǒng)工作線程控制前臺抓拍系統(tǒng)主要創(chuàng)建了以下三個線程:1>程序主界面線程<主線程>2>圖片合成線程3>圖片上傳線程各個線程的功能如下:1>本軟件開發(fā)過程中使用win32工程,在主線程中重寫WndProc過程函數(shù)以獲取系統(tǒng)消息,在函數(shù)中添加了上述消息響應(yīng)函數(shù),通過消息隊列的方式來控制前臺軟件的各個函數(shù)的調(diào)用以實現(xiàn)軟件功能。2>圖片合成線程主要功能為對相機拍攝的照片進行合成處理,添加水印,口期,路口點,時間,根據(jù)用戶的要求對圖片做進一步的拼接和裁剪。本線程中關(guān)于圖片處理主要借助于GDI圖像處理庫,利用GDI中的各種AP工函數(shù)來拼接壓縮照片。在軟件開發(fā)過程中所用到的各個函數(shù)都進行了二次封裝3>圖片上傳線程主要功能為與后臺服務(wù)器建立網(wǎng)絡(luò)連接。連接超時時間設(shè)置為3s,連接中斷后自動重連。連接方式選用了TCP方式,因為相比UDP方式,TCP保證接收方能收到信息,更加符合實際需求,經(jīng)過測試前臺的平均發(fā)送速度達到1Mb/s,足夠滿足本系統(tǒng)的需求。線程通信所涉及到的兩個基本要素就是同步與互斥,同步是指線程中具有的條件關(guān)系,一個線程的運行需要另一個線程的消息,當(dāng)?shù)貌坏搅硪粋€線程的消息時就處于等待狀態(tài),直到消息出現(xiàn)才會開始工作?；コ馐侵冈谑褂霉蚕到y(tǒng)資源<一般指全局變量>時,同一時間只能允許一個線程訪問,而其他有同樣需求的線程必須等待,直到資源被釋放?；コ庖彩峭降囊环N。本前臺軟件中的線程通信主要有以下兩種情況1>多個線程需要訪問同一資源而資源不能被破壞。2>一個線程做完某項任務(wù)后通知其他線程完成剩下的任務(wù)。同步的方式主要有以下幾種:事件、信號量、互斥量、臨界區(qū)。在前臺抓拍軟件中采用事件的方式進行線程同步。事件<event>是win32線程同步方式中最靈活的一種,事件分為有信號和無信號兩種狀態(tài)。根據(jù)狀態(tài)的變化方式可分為兩類事件:1>自動恢復(fù):事件激發(fā)并被處理后會自動變回為無信號狀態(tài),不需要重新設(shè)置。2>手動恢復(fù):事件激發(fā)處理后需要程序手動復(fù)位,具體函數(shù)為SetEvent<>與ResEvent<>.在前臺抓拍軟件中采用的是手動恢復(fù)事件。具體定義了5種事件,分別為軟件初始化成功事件,照片抓拍成功事件,照片合成成功事件,照片上傳成功事件,軟件關(guān)閉事件。使用WaitForSingle0bject<>函數(shù)判斷事件是否成功觸發(fā),由此來控制前臺軟件的運行過程。3.3系統(tǒng)串口通信設(shè)計前臺抓拍軟件與地感應(yīng)線圈檢測板的通信是通過串口完成的,抓拍軟件中對應(yīng)編寫了串口通信代碼,由于VC++能夠直接靈活的操作底層硬件,所以使用VC++進行串口通信編程更加方便。常用的串口通信編程有以下幾種方式:1>在工程中添加并使用串口通信控件;2>單線程中創(chuàng)建串口通信類;3>多線程下使用系統(tǒng)提供的AP工函數(shù)實現(xiàn)串口通信;以上三種方法中控件方式實現(xiàn)最容易,但是只能在對話框中使用,不夠靈活。單線程中創(chuàng)建串口類只適用于結(jié)構(gòu)簡單的系統(tǒng)。多線程AP工方式難以做到線程同步。本文綜合考慮了以上三種方法,采用了第二種與第三種方法的結(jié)合,即封裝系統(tǒng)提供的AP工函數(shù)創(chuàng)建串口通信類。本軟件用到的AP工串口函數(shù)包含以下幾個1>CreatFile函數(shù),打開指定物理地址或序號的串口2>SetCommState函數(shù),用于初始化串口,包含數(shù)據(jù)傳輸速度、數(shù)據(jù)傳輸單位、起始位與停止位、校驗位。3>CreatEvent函數(shù),用于創(chuàng)建事件以控制同步通信。4>ReadFile函數(shù),讀取串口數(shù)據(jù)5>WriteFile函數(shù)、寫入串口數(shù)據(jù)在實現(xiàn)串口通信過程中創(chuàng)建CSerialPort類封裝了上面的AP工函數(shù),建立了對應(yīng)的串口監(jiān)聽線程用于實時接收串口數(shù)據(jù),使用事件的方式來實現(xiàn)與其他線程的同步。3.4系統(tǒng)附加功能設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計的一個重要方面就是方便用戶使用,好的軟件界面簡單易操作,各種功能全面,系統(tǒng)健壯度強。本系統(tǒng)設(shè)計過程中也從用戶角度充分考慮,做到用戶友好。由于本軟件自動運行在路口工控機內(nèi),平時無需人來操作,因此日常的各種操作都設(shè)置為自動運行,對界面要求也相對較低。本軟件設(shè)計了如下功能方便用戶使用。1>利用windows注冊表設(shè)置了軟件開機自啟動功能以保證系統(tǒng)斷電恢復(fù)后軟件能自動恢復(fù)工作。2>使用日志模式來記錄軟件的運行情況,口志中包含抓拍動作,與后臺連接狀況等等,方便日常維護。第四章車牌識別軟件設(shè)計〔符元緒張敏車牌識別是卡口系統(tǒng)的一項重要技術(shù),也是自動識別機動車的一種方法,本車牌識別軟件運行在卡口監(jiān)控系統(tǒng)的前臺,與前臺抓拍系統(tǒng)在同一工控機中。整個車牌識別系統(tǒng)的工作流程為讀取工控機中指定物理地址的圖片或圖像,通過圖像識別引擎進行識別,識別后的結(jié)果保存在指定的位置。前臺卡口系統(tǒng)控制高清網(wǎng)絡(luò)相機抓拍車輛圖片,由于相機分辨率高,各種拍攝性能比傳統(tǒng)的相機更加優(yōu)秀,抓拍到的圖片質(zhì)量也更好,車牌識別準(zhǔn)確率能達到較高的水平。4.1車牌識別軟件的關(guān)鍵問題車牌識別軟件在編寫過程中遇到的關(guān)鍵問題如下:1>車牌定位。車牌定位是識別軟件的關(guān)鍵。車牌定位主要是找到車牌在圖片中的坐標(biāo)點。由于我國車牌沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),在識別過程中需要建立多個車牌模型,這樣不僅降低了車牌識別速度,也提高了車牌識別難度。2>車牌校正。車牌校正主要是將圖片中變形的車牌校正為正常車牌。由于現(xiàn)在機動車的款式多種多樣,車身上的各種廣告標(biāo)志,排氣窗等等會影響車牌校正的準(zhǔn)確度,從而降低車牌識別正確率。3>字符分割。在實際拍照過程中得到的照片里有些車牌上有污泥或其他遮擋物,這樣的現(xiàn)象影響了車牌識別的正確率。字符分割實現(xiàn)了對車牌上字符的有效分割,對分割后的單個字符圖片分開識別,提高識別率。車牌校正車牌校正要是解決圖中車牌可能會發(fā)生變形的問題。車牌變形一般有三種情況,見下圖。車牌變形會影響識別系統(tǒng)的識別率,為了提高系統(tǒng)的識別能力,需要對車牌進行校正,由于傾斜角度的不可知,在校正之前需要通過數(shù)學(xué)方法得到車牌的邊框。目前車牌校正中采用Hough變換方式提取直線,Hough變化方法如下:平面坐標(biāo)中直線的方程為y=mx+b,轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)中表示為:r=xcosθ+ysinθ<4.1>其中<r,θ>為原點到直線的垂直向量。本算法的特點就是通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方式得到平面坐標(biāo)上每個點對應(yīng)直線的r值,統(tǒng)計所有r值后得到共線點,而<<r,θ>為直線擬合參數(shù)。4.1.2字符分割字符分割指的是將車牌圖像分割成為相互獨立的字符單元然后分開識別的方式,此方法對完整清晰的車牌圖像效果較好。當(dāng)車牌上字符不清晰而且出現(xiàn)斷裂或者粘連情況時會出現(xiàn)分割失敗,從而導(dǎo)致車牌識別率降低。本識別軟件中的字符分割對以上情況作了相應(yīng)處理手段以保證能夠成功分割車牌字符。字符分割的第一步是對車牌圖像二值化處理,將RGB圖像轉(zhuǎn)換為黑白色圖像,然后通過字符分割算法對圖像進行分割。字符分割的算法主要包括圖像二值化算法和字符分割算法。常用的圖像二值化算法有直方圖法、最大差法,中值濾波介紹如下:直方圖法。主要使用微分直方圖來得到閩值。此方法的缺點是只適用于車牌圖像和背景圖像灰度值有巨大差別時。對于實際拍攝的圖片情況復(fù)雜,此方法難以適應(yīng)。改進方式為在對圖像做灰度處理時做灰度拉伸方法來提高圖像的對比度,使得抓拍照片中的車牌更加清晰。最大差法。在直方圖中,通過預(yù)設(shè)值將像素點分為兩組,調(diào)整預(yù)設(shè)值使得當(dāng)兩組的方差達到最大時便可得到閩值。此方法在實際使用過程中會出現(xiàn)結(jié)果與人感官判斷結(jié)果不同。中值濾波。中值濾波采用的是非線性濾波方式,與線性濾波方式不同的是它在降低噪聲的時候能夠保證圖像細節(jié)的完整,不會使得圖片灰度處理后邊緣模糊不清。在濾波前先確定像素窗口W,W為奇數(shù)像素,將窗口的灰度值從小到大排序,使用中間位置的灰度值來代替各個原來的灰度值。設(shè)圖像在點<x,y>處灰度值為f<x,y>,濾波后為g<x,y>則有:g<x,y>=medium<f<x-k,y-1>,k,1εW>〔4.2W為像素窗口。字符分割算法可以分為直接分割法、以識別為基礎(chǔ)的分隔法、自適應(yīng)分割法。前兩種方法的缺點是分割點需要預(yù)設(shè),第三種特點是通過得到圖像分割線來實現(xiàn),缺點是當(dāng)車牌字符出現(xiàn)粘連時分割失敗。4.2車牌識別軟件關(guān)鍵算法車牌定位算法本軟件采用的車牌定位算法為基于車牌顏色的邊緣檢測算法,主要方法為對抓拍到的圖像進行隔行掃描,發(fā)現(xiàn)符合車牌背景顏色或車牌字符顏色后對此行的上下一定范圍逐行掃描,算法的具體流程如下圖。車牌校正算法在本軟件中使用隨機點方式來檢測車牌邊框直線,具體方法為通過對車牌圖片邊緣點做隨機選取,使用數(shù)學(xué)公式來判斷選取的隨機點是否共線,然后逐點檢測所有邊緣點是否都在同一直線上以此判斷邊緣點是否正確,具體流程見下圖。字符分割算法在分割字符之前首先對圖像做二值化處理。本軟件對圖像做二值化處理所采用的是全局和局部閾值相結(jié)合的二值化算法,此方法保留了全局閾值法抗噪能力,同時還具備局部閾值保留圖像細節(jié)的優(yōu)點。二值化處理完成之后進行字符分割,本軟件采用直接分割的方式,通過投影法做第一次分割,主要是將不粘連的字符分割出來,然后計算分割后的字符寬度,對可能存在的粘連字符做進一步分割,斷裂字符<主要是漢字>做合并處理。字符識別算法對車牌字符串完成分割之后下一步為字符識別,本軟件采用的是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法完成字符識別,利用局部投影特征和字符局部灰度為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入。1>局部投影特征。局部投影特征可分為水平投影和垂直投影,對于某些字符可以直接通過投影特征來區(qū)分。例如數(shù)字8和字符B,字符U和字符V等等,2>字符局部灰度特征。通過對待檢測的字符做固定網(wǎng)格處理,統(tǒng)計每個網(wǎng)格的灰度或者像素點個數(shù),得到了字符的特征向量。4.3車牌識別軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計車牌識別軟件運行在前臺工控機中,與前臺抓拍系統(tǒng)協(xié)同工作,通過對前臺抓拍系統(tǒng)提供的機動車照片做車牌定位、傾斜校正、字符分割、字符識別處理來獲得抓拍圖像中的機動車牌照號。本軟件工作流程如下:讀取工控機硬盤中的圖片信息;將圖片信息中的車牌定位,提取車牌照片;對可能變形的車牌照片做校正處理;將處理后的照片做灰度調(diào)整和字符分割,提取出單個的字符;對單個字符進行識別,識別結(jié)果串聯(lián)成機動車實際車牌號并保存。本軟件的具體工作流程如圖4.8。車牌識別系統(tǒng)主要包含以下兩層結(jié)構(gòu):數(shù)據(jù)層,工作層。數(shù)據(jù)層:數(shù)據(jù)層包含未識別照片的讀取和識別后照片的存儲,主要使用window的文件處理函數(shù)來實現(xiàn)。工作層:工作層主要實現(xiàn)本軟件的車牌定位、車牌校正、字符分割、字符識別四個基本功能,這些功能統(tǒng)一封裝在程序內(nèi)部,對外部操作用戶是透明的。4.4車牌識別軟件模塊設(shè)計本軟件與的主要功能模塊包括:車牌定位、車牌校正、字符分割、字符識別、圖像讀取、結(jié)果保存。第五章后臺管理子系統(tǒng)設(shè)計〔符元緒張敏王志偉后臺管理子系統(tǒng)的硬件環(huán)境為一臺服務(wù)器,裝載windows操作系統(tǒng)。本系統(tǒng)在windows環(huán)境下使用VC6.0編譯器開發(fā)而成,軟件界面使用了MFC提供的windows標(biāo)準(zhǔn)窗口類。普通應(yīng)用系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上分為C/S<Client/Server>結(jié)構(gòu)與B/S<Browser/Server>結(jié)構(gòu)。根據(jù)實際需要,本后臺管理系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)。C/S結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)庫安裝在特定服務(wù)器上,用戶通過指定的軟件訪問數(shù)據(jù)庫來查詢數(shù)據(jù)?？蛻舳艘布礊橛脩艚缑嫱ㄟ^網(wǎng)絡(luò)向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)請求,服務(wù)器接收到請求后將數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端,客戶端將數(shù)據(jù)在用戶界面上顯示給用戶。。系統(tǒng)支持多用戶同時訪問。后臺管理系統(tǒng)軟件設(shè)計分為兩部分:后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計,后臺用戶界面設(shè)計。其具體設(shè)計方案如下5.1后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計本系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)接收模塊,數(shù)