车牌识别收费停车场管理系统DOC.docx
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车牌识别收费停车场管理系统DOC
车牌识别收费停车场管理系统
第1章概述
随着科技经济的不断发展，汽车开始普及普通的家庭，大量的车辆为停车场的管理带来了新的问题。
传统的停车场管理主要通过给进入车场的车辆分发IC卡，记录车辆进出时间，作为计费的主要依据，不管是固定车辆还是临时车辆，进出停车场都必须在出入口停车刷卡后，才能进出停车场，在车辆出入繁忙的时段，这种管理方式往往造成塞车的现象，耽误车主宝贵的时间。
针对以上现象，我公司有限公司推出了全新管理理念，利用车牌识别技术取代传统的IC卡技术，解决车辆进出时必须停下刷卡而造成的停车场进出口塞车现象。
公用停车场主要为临时性散客提供服务的，有“收费”和“免费”之分。
公用停车场常见于大型公共场所，如车站、机场、体育场馆、商场等地方。
车场设施使用者通常是临时一次性使用者，数量多、时间短。
要求车场管理系统运营成本低廉，使用简便，设备牢固可靠，可满足收费等商业处理要求。
一些大型的公用停车场往往有多个出入口，还要求各出入口和收费处的计算机联网。
在车辆通过闸机过程中，驾驶员要完成一系列动作，如：
“减速”、“停车”、“开车窗”、“刷卡”、“等待挡杆抬起”、“开车”等，显然，这是个虽能完成出入管理功能、但效率低下的管理方法。
一直以来，停车场管理者就希望能找到一种高效率的方法，在不停车条件下，实现对“固定用户”驾驶的车辆进行管理。
这样的解决问题的方法可以使驾驶员和车场管理者都感到满意。
第二类用户是“临时用户”，其特点是：
停车场内没有固定车位，必要时驾车进出停车场客户，实现临时性停车。
这类用户在进出停车场时，必须停车，接收管理。
总之，必须解决常规条件下，“停车刷卡通关”的问题。
1.1系统实现
将车牌识别技术应用于车辆智能管理流程中，从而解决了停车刷卡的传统车辆放行方式，大大提高了车辆放行效率，保证了停车场出入口通行顺畅。
通过正确设计、安装，可以在多车道上同时完成车辆不停车通行而互不干扰。
车牌识别智能停车场管理系统，是利用高度自动化的机电设备、车牌识别器等对停车场进行安全、有效的管理。
由于尽量减少人工的参与，从而最大限度的减少人员费用和人为失误造成的损失，大大提高整个停车场的安全性与使用效率。
入场车辆不需停车的一种新型无障碍入场停车场管理系统。
司机不需要在出入口停车，当车辆进入停车场入口时，车牌识别一体机系统自动抓拍车辆照片并识别车牌号码，将车牌号码，颜色，车牌特征数据，入场时间信息等传给管理计算机，车辆可无障碍进入停车场，为用户提供了一种崭新的服务模式。
系统自动识别进入停车场车辆的号码和车牌特征，验证用户的合法身份，自动比对黑名单库，自动报警，并可对整个停车场情况进行监控和管理，包括出入口管理，内部管理，采集，存储数据和系统工作状态，以便管理员进行监控，维护，统计，查询和打印报表等工作。
提供了智能化车辆管理。
1.2系统特点
车辆出入停车场，完全处于系统监控之下，使停车场的出入，收费，防盗，管理完全智能化并具有方便快捷，安全可靠的优点。
其主要特点如下：
◆车辆号牌自动识别——对于出入停车场的车辆，自动识别该车的号牌并记录相关信息。
所有进出均可查询到记录
◆灵活的系统配置——本系统采用无卡管理模式，省去IC卡的费用，同时无须担心IC卡不足的问题，防止月卡车拿临时卡，防止一卡多车
◆安全稳定可靠——智能型电动道闸具有防砸车功能，系统稳定可靠，具有视频监控和图像识别，可确保场内的车辆安全。
◆完善的防砸车功能——系统能自动检测车辆的进出，当车辆处于道闸下方时，系统能自动检测到车辆存在，道闸将不会落下。
◆出入停车场迅速准确——出入停车场的司机无需做任何操作，车辆在进出停车场的出入口时，系统自动完成该车的审核、记录、扣款等工作，无需工作人员和司机的干预。
如果允许车辆通过，电动道闸自动打开，车辆进出完毕闸杆自动落下。
整个过程人性化、自动化，方便快捷，无需停车；计算机计费准确，可适应多种收费方式。
◆无卡管理模式——本系统可以完全省去IC卡或射频卡，实行无卡管理系统，对系统的性能不会产生影响。
利用每一辆车均有一个车牌，且每车的车牌均不相同的特点，集成数字图像采集、数字图像处理、车辆号牌自动识别等技术，真正实现了高度智能化，所有工作全部由计算机自动完成，具有安全、方便、快捷、可靠等特点。
◆系统可扩充性好——系统采用了开放性结构，模块化设计，接口协议公开，扩展性好，支持多入口、多出口的情况。
◆系统容量大——系统数据采用了数据压缩技术，系统可连续存贮至少200万条记录；并采用了循环覆盖技术，当硬盘空间不足时自动对最早数据进行覆盖，可确保系统的连续可靠运行。
◆系统功能全面——软件功能强大，界面友好，易于操作，可根据不同人员设置不同的权限、不同的管理等级，可适合公用停车场、地下车库、专用车库、高档小区停车场等具有出入口的各种停车场。
◆强大完善的报表统计分析——能生成停车场的日、周、月、季、年等报表，还具有任何车辆的查询统计以及停车场的车位利用率分析等功能，并提供了多种功能的数据检索功能。
◆系统升级便捷、有强大的数据挖掘潜力——系统的升级换代不需要更新硬件设备，只需要更新软件系统，或者只需要重新设置软件选项即可。
◆所有出入停车场的车辆信息都保存在数据库中，可定时、不定时将数据导出，可对数据作分析处理，可对停车场进行停车场的车位利用率分析、停车场效益分析、停车场车位管理辅助决策、车辆停车防盗报警等后期数据分析、处理，具有强大的数据挖掘潜力。
◆对已建停车场，用户可以充分利用原有投资的基础上提高整个管理系统的智能化、自动化程度；同样，对新建停车场，车牌自动识别器也可运用于新的管理系统的设计中。
第2章系统结构及安装
2.1系统结构流程图
在停车场出入口的收费岗亭（控制中心）设置一台工控机（前端管理主机），它接收车牌识别一体机发来的车牌识别结果和图像信息。
室外屏幕显示分两部分，左半部可接收由车牌识别一体机识别结果，直接显示车牌号码，右半部接收由前端机处理后的结果，直接显示车辆“放行”或“禁行”。
将此车牌较为详细的信息显示在岗亭中的显示器上。
然后前端管理主机将相关信息通过网络发至服务器的管理系统。
由中心管理系统将相关内容及数据进行归档处理，并存入数据库，建立查询系统及供出口时对比使用。
在中心控制室，设置一台服务器和一台管理员使用的PC机，可用于管理和查询。
图21系统结构图
2.2系统工作流程
2.2.1车辆驶入停车场
当有车辆驶近停车场入口时，系统自动检测到车辆的驶近，自动抓拍车辆照片，并识别出该车辆的车牌号码，记录入场时间、车牌号码、车辆照片，然后通过查询数据库内的登记车辆记录，确定该车的类型（固定用户车辆或临时用户车辆）。
根据车辆类型的不同可采取不同的控制策略，主要可以分为以下的两种情况：
◆固定用户（场内登记）车辆——屏幕显示车辆图像、车牌号码、入区日期和时间和费用交纳情况，系统抬闸放行。
◆临时用户（外来）车辆——可通过门岗确认后放行并开始记费等，屏幕显示外来车辆。
2.2.2车辆驶出停车场
当有车辆驶近停车场出口时，系统能自动检测到车辆的驶近，并自动抓拍车辆照片，自动识别出该车的车牌号码，记录出场时间、车牌号码、车辆照片，然后通过查询数据库内的登记车辆记录，确定该车的类型。
根据车辆类型的不同可采取不同的控制策略，主要可以分为以下两种情况：
◆固定用户（场内登记）车辆——屏幕显示车辆图像、车牌号码、入区日期和时间、出区日期和时间、车主交费情况等信息，按用户设定或物管要求采取自动放行或提示刷卡、进行双重验证放行。
◆临时用户（外来）车辆——根据车辆性质（出租车、送货车、公务车和社会车辆）的不同，确定不同的收费标准（主要有免费、按时计费、按次计费等），结合该车停车时间确定该车的收费金额。
然后可通过门岗确认收费处后放行等，屏幕显示外来车辆以及记录的车牌号、车辆照片、卡号、入区时间、出区时间、收费金额等。
具体流程图如下所示：
图22车辆入出小区流程示意图
2.3停车场系统安装示意图
车牌识别一体机安装在检测车道一侧，每个出入口架设一个高度为1.5～1.9米的钢管，在钢管顶部位置各安装一套摄像机，摄像机镜头指向车道前方约5.5～7.5米的地面处对准车牌。
具体安装示意图、识别器接线图和识别器实际安装图如下所示。
图23安装示意图
图24识别器接线图
管脚
定义
丝印
管脚
定义
丝印
1
频闪输出1
EXP1
2
抓拍输出1
F1
3
隔离地
COM
4
隔离地
COM
5
频闪输出2
EXP2
6
抓拍输出2
F2
7
频闪输出3
EXP3
8
抓拍输出3
F3
9
隔离地
COM
10
隔离地
COM
11
抓拍输入1
TG1
12
抓拍输入2
TG2
13
地灯输出
LAMP
14
隔离地
COM
15
串口1发送（RS232）
TXD1
16
串口1（RS485B）
B1
17
串口1接收（RS232）
RXD1
18
串口1（RS485A）
A1
19
RS232参考地
GND
20
RS232参考地
GND
21
串口2发送（RS232）
TXD2
22
串口2（RS485B）
B2
23
串口2接收（RS232）
RXD2
24
串口2（RS485A）
A2
图25识别器实际安装图
第3章系统功能
3.1车牌自动识别及监控功能
◆系统实现车辆相关信息的实时收集、处理和存储，可对车牌号码、车道、工班时间等各种内容进行查询、阅览或打印抓拍的图像。
◆采用摄像监控、实时记录车型和车牌、驾驶员图像，进行车辆出入图像和车牌号码的自动对比，若发现不同，立即进行报警。
有效地防止盗车行为，提供了全方位的安全保障，全面预防了有人利用盗窃的车辆或套牌车辆进行作案，充分保障了人员及财产安全。
◆停车场记录了所有出入车辆的资料，以备以后查询和检索，为公安机关解决一些纷争提供了基本的依据。
图31管理系统界面
3.2电动道闸的自动控制
系统设置为入口无人值守自动管理，出口临时用户车收费、固定用户车确认放行方式。
入口的车牌自动识别器、控制设备、自动道闸、感应线圈、摄像机等设备能自动采集数据并发送到出口管理电脑软件系统进行数据处理，且能自动完成相应处理结果，执行相关动作。
整个过程无须人为干预。
3.3自动侦测硬件
软件自动侦测当前的网络、硬件环境，发生联机、脱机等变化时，会自动调整运行。
3.4手工车牌录入
所有内部车牌的录入系统，供识别内部车辆使用；
如遇到因车牌本身原因无法识别的车辆，系统提供人工干预手段，可由管理人员人工录入。
3.5车辆查询、统计
提供出入车辆的查询，即管理人员可随时查询数据库内驶入/出本院的车辆数据，系统可提供如下查询方式（举例，可随用户需要而进一步补充查询条件）：
3.5.1车辆进出场记录、图像的查询、统计、打印
对于固定用户车辆及临时用户车辆出入车场的记录都可以轻松根据时间、出入口、车牌号等条件查到，可以查询任意时间、任一出入口、任一车辆的相应出入车场的记录。
记录包括入车场时间、入车场照片、入车场的出入口、车辆号牌、出小区时间、停留时间、出小区照片等信息。
3.5.2可查询统计各种用户的详细资料和数量
可通过用户种类查询临时用户、固定用户详细资料并进行数量统计。
3.6人工抬闸管理
可通过放行时间、操作员、放行通道口进行人工抬闸信息查询管理。
3.7系统设置
管理者可以进行内部车辆设置、特定车辆放行以及各种临时或者永久参数设置。
3.8打印清单及报表
管理者可在控制中心打印各种清单及报表。
（1）系统提供清单如下（可根据用户需要而进一步补充打印要求）：
◆按时间打印驶入车辆；
◆按时间打印驶出车辆；
◆打印内部车辆的入/出情况
◆打印外部车辆的入/出情况
◆打印目前仍滞留院内的内/外部车辆；
◆打印所有内部车辆清单；
◆打印黑名单。
（2）可进行各种报表
◆日报表
可查询任意日期的报表（包括操作员，上班时间，进场次数、出场次数、进场手动放行次数、出场手动放行次数）并可打印。
◆月报表
可查询任意一个月的报表（包括操作员，上班时间，进场次数、出场次数、进场手动放行次数、出场手动放行次数）并可打印。
◆年报表
可查询自使用本系统后任意一年的报表（包括操作员，上班时间，进场次数、出场次数、进场手动放行次数、出场手动放行次数）并可打印。
3.9安全的权限管理功能
为防止未授权用户随意更改计算机的设置，我们可以设定操作系统（Windows2000）在启动时自动运行系统软件，这时在软件界面中只能进行放行等操作，而无法对硬盘内的文件进行操作、不能更改计算机的设置。
普通操作员无法使用任何办法退出软件界面、无法使用“任务管理器”等工具，即使是强行重启计算机。
除非使用特定的密码才能退出软件操作界面，这样，计算机的安全得到了保障。
和传统有卡收费系统对比
序号
比较内容
技术指标
指标参数
车牌识别收费系统
一卡通管理系统
1
通行速度
采用车牌识别方式所以无论是内部长租车辆还是临时收费车辆，都无需在入口停车，不需拿取任何入场凭证，大大提高了入场的方便性，降低了入库设备的成本。
通行速度在入口较刷卡提高4倍，出口达到1.5倍
传统的停车场大多采用近距离读卡方式必须停车刷卡下雨天容易被淋湿上下坡道停车刷卡容易造成溜车、碰撞等事故。
以IC卡作为停车管理和收费管理的凭证，所以无论是内部长租车辆还是临时收费车辆，都需在入口停车，拿取IC卡入场凭证，降低了通行速度。
2
车辆管理
一车一闸、对出入口车辆进行自动图像抓拍识别出入口车牌比对车主资料比对防止一卡多用同时对车辆出入口情况及整个停车场进行实时监视可实现对出口收费人员工作的监督系统具有对停车场车辆智能管理的功能，包括：
自动进出，无需停车刷卡；自动提示用户；自动记录收费车辆的入场和出场时间，提供相关图像作为收费凭证；可连接大厦的智能管理系统，用户可远程控制自己车辆的通行权利；统计、查询管理数据；收费自动提示和黑名单车辆的自动报警。
一车一闸、对出入口车辆进行自动图像抓拍，只能人工对比图片和资料、无法防止一卡多用、临进月出，存在安全隐患
4
收费管理的方式
车辆进出卡口均进行车牌识别，并将车牌号写入数据库，同时相关数据可以做到联网查询，最终做到有效防止倒卡、换卡等偷逃停车费的行为，并可防止收费员利用车类或降档车型进行营私舞弊，对于免费车和月票车，则做到自动放行。
辆进出卡口必需以卡收费凭证，卡跟车无关联，数据库只能查询到卡的记录，对于倒卡、换卡、丢卡、一卡多车、临进月出的等行为无有效管理方法，
5
安全管理程度高
以车牌号做为管理凭证，所有进出车辆都有相应记录，采用自动控制管理系统后，长期的固定用户均在电脑中记录了相应的资料，车辆进入停车场即开始进行相关的安全管理。
不使用任何通行证、标识卡，所以不存在卡丢失、换卡等问题。
同时配有图像对比手段，对于有争议的车辆可以进行现场处理。
不使用任何通行证、标识卡，所以不存在卡丢失、换卡等问题。
同时配有图像对比手段，对于有争议的车辆可以进行现场处理
人工发卡、收卡，难免有疏漏的时候，因为没有随时记录可查，丢卡或谎报丢卡现象时有发生，给停车场带来诸多麻烦和经济损失。
快速查询功能
可通过车牌号码快速查询该车的资料、车辆进出时间（包括临时车辆和月客车辆）
只能通过卡号查询，对于失卡用户则只能查找图片，对于多次进出的临时车则无法查询，只能人工查看图片记录
6
车辆提示和黑名单
针对VIP和特殊用户可快速通知。
快速查询该车入场时的抓拍图像，入场时间等。
黑名单车辆，发出报警信号，通知工作人员注意。
无针对车辆提醒功能，无黑名单功能，只能通过人工记录管理
8
强大的后台管理功能
管理人员可根据自己的实际情况进行灵活的设置，而且可随时通过后台进行修改；无需专业人员进行现场维护。
对于长期车辆用户可以事先输入车辆的基本信息，包括车主的姓名、车辆款式、车牌号码、联系电话、用户地址等，便于在车辆出车时进行基本信息的对比
修改、更新、延长月卡车辆时间，都需要业主带卡到管理处重新刷卡
10
可靠性、稳定性、维护
真正降低管理成本及堵塞收费漏洞停车场出入口处能够常年累月实现严谨的、没有丝毫漏洞的收费管理流程来保证。
不停车通行停车管理系统出入口设备工作十分稳定能适应室外恶劣的环境且容错能力强并且系统的实时通讯可以准确记录当前停放车辆的数量任何非正常的车辆出入均会被系统记录可以完全堵住收费漏洞
卡片丢失似乎成了家常便饭，物业、工程商、厂家都在为这种事情不停地售后维护。
特别是物业管理者，需要不停地注册、注销、换卡等，耽误了大量的人力和资金成本。
9
性价比
主要设备为：
车牌识别器+摄像机+补光灯+电脑，无需配卡
成本与一卡通管理系统更低，性价比更高
一卡通管理系统对于卡片成本太高，每一辆汽车都有可能配置到至少一张卡片，以一张卡片成本10元计算，那么纯卡片成本高。
而且所有出入口都必需安装读卡机，提高安装维护成本
图41车牌自动识别器产品外观
3.9.1技术指标
在车牌整洁情况下，且行驶车牌无遮挡，平均字母和数字识别率可达到99%以上；通过针对系统应用地区加强模板，可实现整牌识别率（含车牌汉字）达到98%以上
序号
技术指标
指标参数
一、技术指标
1
单车牌识别时间
<40ms
2
适应车速范围
0～60km/h
3
车牌定位率
>99%
4
触发方式类型
视频、地感触发
5
车辆检测率
>99%
6
整体识别率
>95%
7
输出图像分辨率
JPEG（1936*1452）图像格式或H.264（1080P，1920*1080）
8
最大输出帧率
1）Jpeg流：
12.5帧/秒2）H.264流：
25帧/秒3）双码流：
12.5帧/秒
9
车牌宽度
90-200像素
10
输出信息
车辆大图、车牌小图、车牌二值化图、车牌号码和车牌颜色
11
车牌类型
可识别最新标准GA36-2007的所有车牌：
普通蓝牌、普通黄牌、黑牌、双层黄牌、双层摩托车牌、单层摩托车牌，以及武警、军车、警车和农用车牌
12
设备接口
1个24芯控制接口、1个CVBS输出接口、1个HD-SDI输出接口
13
通讯接口
100M/1000M自适应网口
14
传感器类型
逐行扫描彩色CCD
15
光学尺寸
1/1.8英寸
16
有效像素
1936×1452
17
曝光时间
可编程设置,0µs~40ms，步进25.8µs
18
增益范围
0.00～36dB
19
帧率
12.5或15帧/秒
20
镜头接口
CS接口
二、物理和电器参数
21
平均无故障时间
MTBF≥30000小时
22
平均修复时间
MTTR≤10分钟
23
机箱尺寸
183mm×82mm×75mm
24
重量
1.4KG
25
整机功耗
<30W
26
工作温度
-20℃~+70℃
27
工作湿度
<95％
3.9.2、与同类产品比较
序号
比较内容
技术指标
指标参数
1
识别模式
基于视频流的多帧图像识别
基于单帧图像识别
2
算法模型
智能模糊点阵识别算法，对车牌不清晰的识别准确率仍很高
OCR/字型拓扑结构识别算法，对车牌不清晰的识别准确率很低
3
触发方式
纯视频触发，只要检测到车牌就能触发，不易出现故障
地感线圈触发，容易出现多次触发、不触发、触发错误等故障
4
传输方式
提供RJ-45网口和RS-232串口两种方式
只有RS-232串口两种方式，传输速度慢，误码率高、安全性差
5
识别速度和准确率
采用了专用的DSP处理芯片作为运算核心，独立于计算机系统，避免了软件识别时其它程序运行占内存等的干扰，提高了运算速度，并且不受计算机系统稳定性的干扰，因而很大程度上提高了车牌的识别速度和识别准确率
软件识别的车牌识别系统，在系统工作时，容易受到其它程序和计算机系统本身稳定性的干扰，影响车牌识别速度和识别率
6
对相似字符识别能力
如0、D、Q、O；B、8识别正确率几乎为100%
如0、D、Q、O；B、8很容易识别错误
7
可靠性、稳定性
高速DSP嵌入式硬件平台和专用的操作系统内核，以此作为算法的硬件基础，同时核心函数采用手工汇编，非常适宜于户外全天侯运行，具有极高的系统稳定性和环境适应性
采用软件方式识别车牌号码的传统结构显然占用CPU资源和内存，特别是同时识别多路车道车牌号码，因计算机大量的运算极易造成死机、系统不稳定甚至系统崩溃等情况的发生
8
对车辆速度要求
速度达到180KM/H时，整牌识别率仍然不低于95%
速度高于一定值时，识别率急剧下降
9
系统扩展、集成能力
硬件识别的方式，其识别核心位于前端，使识别与处理相分离，这使得其能更灵活地运用于各类系统，无需对处理软件进行大的改动即可灵活地加入或去除车牌识别功能。
对识别核心的改进也仅需将识别内核换装成高版本的系统，而无需对处理软件作任何改动，处理软件只需通过网络接收硬件的识别结果即可
软件识别的传统方式中由于识别核心在处理软件中实现，从而对识别核心的任何改动或者改进都必须对整个处理软件进行调试、检查，工作量大、繁琐且极易造成系统故障甚至崩溃。
10L
摄像机及补光要求
对摄像要无特殊要求，且可利用原有系统的摄像机
采用LED补光，当环境变化（如光线、天气等）时识别率基本无影响
对摄像机的性能要求很高，且很多都要求专用摄像机，因对摄像机进行相关硬件开发，造成摄像机无法保修
补光需根据环境的变化进行调节，有一定的局限性，仍然可能受光线、天气等问题影响
11
安装与维护
安装简单，只需外接视频，网络即可，如原有立杆，可利用原有立杆，且摄像机及补光的调试简单；硬件一般情况下都不会出现故障，基本不用维护。
需安装各种软件及硬件，即使原有立杆，一般仍须重新立杆，且摄像机及补光的调试复杂；工控机长时间运行及识别运算量较大，容易死机，维护量大
12
性价比
主要设备为：
识别器+摄像机+补光
成本与同类产品相当，但性价比更高
主要设备为：
工控机+采集卡+摄像机+补光
成本不低，且性能很难满足实际需求
3.9.3术语说明：
镜头F:
表示镜头的孔径。
例如f3.4镜头的焦距是3.4,f2.0的镜头的孔径能收集人眼一半的光线。
F3.4在1/4英寸的CCD上有60°的视角（靶面大小为4mm），在1/3英寸CCD上有90°的视角（靶面大小为6mm）。
CCD靶面越大可视的角度越大
相对孔径：
是镜头的有效孔径和焦距之比。
镜头上的3.0-8MM1：
1.0代表：
这是一只变焦镜头，焦距在3.0毫米和8毫米时最大相对孔径是镜头焦距的1.0分之一。
信噪比：
反应摄像机成像的抗干扰能力,反应在画质上就是画面是否干净无噪点。
信噪比的值越大抗
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