專(zhuān)利名稱(chēng)：一種出租車(chē)防偽系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種出租車(chē)防偽系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
非法營(yíng)運(yùn)出租車(chē)，俗稱(chēng)“黑車(chē)”，不僅擾亂了正常的客運(yùn)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)秩序，同時(shí)嚴(yán)重影響道路交通秩序和安全，也極易引發(fā)社會(huì)不安定因素。尤其是近年來(lái)出現(xiàn)了很多外形、顏色均和正規(guī)出租車(chē)高度相似的“克隆車(chē)”，給執(zhí)法部門(mén)的稽查帶來(lái)極大困難。中國(guó)期刊《計(jì)算機(jī)應(yīng)用》2012年32卷第I期第284至287頁(yè)刊登的《基于射頻識(shí)別技術(shù)的出租車(chē)防偽管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》一文公開(kāi)了一種通過(guò)在出租上加裝RFID標(biāo)簽的辨識(shí)防偽系統(tǒng)，這也是目前最常見(jiàn)的技術(shù)手段。但該系統(tǒng)存在以下明顯技術(shù)缺陷(I)需要操作人員選擇性地通過(guò)標(biāo)簽讀卡器逐一掃描車(chē)輛，效率較低；(2) RFID標(biāo)簽容易丟失或電源失效，造成明顯的誤檢；(3)同一時(shí)刻只能掃描一個(gè)區(qū)域，在多條車(chē)道且車(chē)輛較多時(shí)，漏檢嚴(yán)重。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種基于智能圖像處理的出租車(chē)辨識(shí)防偽系統(tǒng)及方法。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種出租車(chē)防偽系統(tǒng)，它包括可捕獲路面圖像的攝像機(jī)，攝像機(jī)與圖像分析儀連接，所述圖像分析儀通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用管理服務(wù)器和管理部門(mén)的出租車(chē)數(shù)據(jù)庫(kù)連接。優(yōu)選的，所述圖像分析儀載有出租車(chē)檢測(cè)模塊、車(chē)牌識(shí)別模塊、車(chē)輛跟蹤模塊以及遠(yuǎn)程通信模塊；所述應(yīng)用管理服務(wù)器載有防偽識(shí)別模塊以及與其它稽查系統(tǒng)的稽查通信接口模塊；所述管理部門(mén)的出租車(chē)數(shù)據(jù)庫(kù)包括出租車(chē)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)和出租車(chē)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，出租車(chē)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)出租車(chē)牌號(hào)、駕駛?cè)藛T、運(yùn)營(yíng)公司、是否報(bào)廢等信息，出租車(chē)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)出租車(chē)遠(yuǎn)程通信是否在線、當(dāng)前位置等信息。優(yōu)選的，所述攝像機(jī)為數(shù)字高清攝像機(jī)，固定于攝像機(jī)支架上，所述攝像機(jī)支架可以是L型立桿或者龍門(mén)架。當(dāng)路面較寬時(shí)，采用多個(gè)攝像機(jī)并排冗余安裝的方式完整覆蓋所有車(chē)道，當(dāng)環(huán)境照度太低時(shí)，可采用補(bǔ)光燈補(bǔ)光，并由攝像機(jī)控制補(bǔ)光燈同步。優(yōu)選的，所述出租車(chē)檢測(cè)模塊包括車(chē)牌定位模塊、頂燈檢測(cè)模塊、車(chē)身涂裝檢測(cè)模塊、綜合判別模塊；車(chē)牌定位模塊用于識(shí)別圖像中的車(chē)牌區(qū)域并分割，獲取車(chē)牌坐標(biāo)；頂燈檢測(cè)模塊用于車(chē)頂是否具有符合出租車(chē)頂燈標(biāo)志的區(qū)域；車(chē)身涂裝檢測(cè)模塊用于確定車(chē)身顏色分布是否符合出租車(chē)特有的涂裝顏色；綜合判別模塊用于將車(chē)牌定位、頂燈檢測(cè)和車(chē)身涂裝檢測(cè)結(jié)果以概率統(tǒng)計(jì)的方式綜合起來(lái)，給出是否符合出租車(chē)外形特征的判別結(jié)果。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.本實(shí)用新型不需要在出租車(chē)上加裝任何設(shè)備，節(jié)省了系統(tǒng)建設(shè)和維護(hù)成本；2.本實(shí)用新型完全自動(dòng)運(yùn)行，可大規(guī)模部署，提高系統(tǒng)監(jiān)測(cè)密度和效率；3.本實(shí)用新型可與其它信息化管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)。以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步描述

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的系統(tǒng)工作流程圖；圖3是本實(shí)用新型的車(chē)牌定位模塊流程圖；圖4是本實(shí)用新型的車(chē)租車(chē)綜合判別算法結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型的車(chē)牌識(shí)別模塊流程圖。其中1、攝像機(jī)；2、圖像分析儀；3、攝像機(jī)支架；4、應(yīng)用管理服務(wù)器；5、出租車(chē)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)；6、出租車(chē)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)；7、傳輸網(wǎng)絡(luò)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例如圖1所示，系統(tǒng)由安裝在路側(cè)的前端系統(tǒng)和部署在管理中心的后端系統(tǒng)組成。前端系統(tǒng)主要有攝像機(jī)1、圖像分析儀2、攝像機(jī)支架3 ;后端系統(tǒng)主要有應(yīng)用管理服務(wù)器4、出租車(chē)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)5、出租車(chē)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)6以及傳輸網(wǎng)絡(luò)7。攝像機(jī)I采用エ業(yè)級(jí)寬溫設(shè)計(jì)，傳感器采用500萬(wàn)(XD，分辨率大于2592x1936，幀率不低于8幀/秒，內(nèi)置千兆以太網(wǎng)接ロ，同時(shí)配以12mnT25mm多款定焦鏡頭或者變焦鏡頭，這樣能有效保證監(jiān)控畫(huà)面覆蓋3條車(chē)道，且車(chē)牌區(qū)域像素寬度不少于80個(gè)像素，同時(shí)能在車(chē)輛時(shí)速不超過(guò)80km/h時(shí)能連續(xù)有效捕獲多張圖像，滿足一般城市道路的需求。圖像分析儀2采用嵌入式エ業(yè)控制用計(jì)算機(jī)，其外殼為一體化散熱外殼，不需要散熱風(fēng)扇，有效防治內(nèi)部積塵，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；配置CPU主頻不低于2. 4GHz,內(nèi)存不少于4GB，外存為不少于32GB固態(tài)硬盤(pán)，上述配置確保圖像分析儀2有足夠的計(jì)算和存儲(chǔ)資源來(lái)運(yùn)行各類(lèi)圖像處理算法的同時(shí)保證了系統(tǒng)的抗震穩(wěn)定性。攝像機(jī)支架3可采用龍門(mén)架或者L型挑臂支架，離地高度在6 8米之間，同時(shí)橫桿長(zhǎng)度能確保攝像機(jī)I處于所要監(jiān)控的多條車(chē)道的中間。應(yīng)用管理服務(wù)器4為塔式服務(wù)器，選用主頻大于2. 8GHz、8MB緩存的四核處理器，內(nèi)存不低于4GB，以保證在部署較多圖像分析儀2時(shí)仍能保證系統(tǒng)響應(yīng)實(shí)時(shí)性。出租車(chē)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)5、出租車(chē)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)6可按照各城市現(xiàn)有系統(tǒng)和格式提供，通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)方式查詢(xún)。出租車(chē)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)5描述了出租車(chē)相關(guān)的靜態(tài)信息，包括車(chē)輛品牌、所屬運(yùn)營(yíng)公司、車(chē)牌號(hào)、涂裝顏色、駕駛員姓名、發(fā)動(dòng)機(jī)編號(hào)、行駛證編號(hào)、GPRS或其它遠(yuǎn)程通信設(shè)備編號(hào)以及是否有效，即是否被淘汰。出租車(chē)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)6描述了出租車(chē)狀態(tài)，包括GPRS或其它遠(yuǎn)程通信設(shè)備是否在線、最后一次返回的GPS位置坐標(biāo)及其返回時(shí)間、當(dāng)前是否空載。傳輸網(wǎng)絡(luò)7在跨接前、后端系統(tǒng)時(shí)采用光纖或3G無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，而前、后端系統(tǒng)本地多采用基于雙絞線的以太網(wǎng)。圖像分析儀2、應(yīng)用管理服務(wù)器4、出租車(chē)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)5、出租車(chē)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)6通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)7實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。本實(shí)用新型的工作原理如下如圖2所示本實(shí)用新型的系統(tǒng)總體工作流程圖為步驟S1:圖像分析儀2上電后自動(dòng)啟動(dòng)圖像分析程序，并完成系統(tǒng)初始化工作首先讀取本地存儲(chǔ)的標(biāo)定信息和配置參數(shù)，標(biāo)定信息主要是針對(duì)圖像不同行號(hào)，設(shè)定相應(yīng)車(chē)牌橫向像素范圍、梯度平均值閾值、頂燈顏色、頂燈橫向最小和最大像素范圍、涂裝顏色與分布、涂裝橫向像素范圍；配置參數(shù)包括攝像機(jī)I網(wǎng)絡(luò)地址、地理坐標(biāo)、圖片本地存儲(chǔ)路徑、檢測(cè)區(qū)域坐標(biāo)、車(chē)牌像素寬度范圍、專(zhuān)用涂裝區(qū)域與車(chē)牌的距離、頂燈與車(chē)牌的距離；其次與攝像機(jī)I建立m)P或TCP網(wǎng)絡(luò)連接并獲取工作參數(shù)，如白天/夜間工作模式、圖像實(shí)際分辨率、壓縮格式等；最后啟動(dòng)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù),如MySQL。步驟S2 :攝像機(jī)I通過(guò)已經(jīng)建立的網(wǎng)絡(luò)連接向圖像分析儀2逐幀發(fā)送經(jīng)過(guò)壓縮后的圖像數(shù)據(jù)，壓縮方式可采用JPEG編碼標(biāo)準(zhǔn)，每幀圖片的Exif信息頭中包括反映圖像采集時(shí)刻、精確到毫秒的時(shí)鐘等附加信息。步驟S3 圖像分析儀2接收到來(lái)自攝像機(jī)I的幀信息后，首先進(jìn)行圖像壓縮解碼，獲取圖像的RGB分量信息，如果攝像機(jī)I輸出的是YUV分量格式，則需要再執(zhí)行YUV轉(zhuǎn)RGB操作；其次啟動(dòng)車(chē)牌定位程序并輸出車(chē)牌坐標(biāo)；然后啟動(dòng)出租車(chē)頂燈和出租車(chē)車(chē)身涂裝特征檢測(cè)程序，并將頂燈檢測(cè)和車(chē)身涂裝檢測(cè)計(jì)算結(jié)果輸入至綜合判別程序，以確定是否為“疑似出租車(chē)”。如果確定為“疑似出租車(chē)”則進(jìn)入步驟S4，反之返回步驟S2。步驟S4 :圖像分析儀2運(yùn)行車(chē)牌識(shí)別程序，并將識(shí)別結(jié)果，連同攝像機(jī)I坐標(biāo)、識(shí)別時(shí)間以及圖像截圖發(fā)送至應(yīng)用管理服務(wù)器4，圖像分析儀2返回步驟S2。步驟S5 :應(yīng)用管理服務(wù)器4收到圖像分析儀2發(fā)來(lái)的信息后，首先按照?qǐng)D像分析儀2識(shí)別出的車(chē)牌為索引，檢索出租車(chē)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)5，如果該車(chē)牌不存在或無(wú)效，則直接判定該車(chē)為非法營(yíng)運(yùn)出租車(chē)并發(fā)出告警信息；反之，該車(chē)牌存在，則繼續(xù)查詢(xún)出租車(chē)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)6，如果該車(chē)現(xiàn)處于離線狀態(tài)，或最后一次返回的GPS坐標(biāo)距離與當(dāng)前圖像分析儀2的直線距離除以最后一次返回GPS坐標(biāo)與當(dāng)前時(shí)間差所得結(jié)果明顯大于城市車(chē)輛的理論速度上限，如200km/h，則判定該車(chē)為非法營(yíng)運(yùn)出租車(chē)并發(fā)出告警信息，否則認(rèn)為該車(chē)輛為正規(guī)營(yíng)運(yùn)出租車(chē)。如圖3所示圖像分析儀2執(zhí)行的車(chē)牌定位程序流程為步驟S201 :讀入RGB圖像信息和標(biāo)定信息。步驟S202 :將RGB圖像轉(zhuǎn)成灰度圖像，其計(jì)算按照公式Gray=|(R-B)+(G-B)|-|G-R| ；步驟S203 :在灰度圖像基礎(chǔ)上計(jì)算其梯度圖像，計(jì)算按照每個(gè)像素3x3鄰域的像素最大值與最小值之差進(jìn)行；步驟S204 :首先按照當(dāng)前掃描指針?biāo)幮刑?hào)，按照步驟S201中讀取的標(biāo)定信息設(shè)定滑動(dòng)窗口，窗口長(zhǎng)度等于車(chē)牌橫向最大像素值，高度等于長(zhǎng)度的三分之一；然后以行掃描方式計(jì)算滑動(dòng)窗口的梯度平均值(滑動(dòng)間距是多少？)，如果梯度平均值大于步驟S201中讀取的閾值，則將滑動(dòng)窗口當(dāng)前位置標(biāo)記為車(chē)牌位置，直至本行掃描結(jié)束；本行掃描結(jié)束后，行號(hào)加1，如果此時(shí)行號(hào)已達(dá)最大值，則輸出車(chē)牌位置參數(shù)，否則回步驟S204繼續(xù)掃描。出租車(chē)頂燈檢測(cè)算法步驟是步驟S301 :提取圖像特征區(qū)域，即首先對(duì)圖像進(jìn)行自動(dòng)閾值分割，利用圖像的灰度信息，相近灰度的像素認(rèn)為是同一區(qū)域，其次提取出圖像中所有的區(qū)域，記為特征區(qū)域；步驟S302 :標(biāo)準(zhǔn)的車(chē)頂燈具有固定的形狀、結(jié)構(gòu)、顏色，這些用于對(duì)比的參考值在步驟SI中獲取，通過(guò)統(tǒng)計(jì)步驟S301獲取的特征區(qū)域的大小和顏色分布并于參考值對(duì)比，可以去除不符合出租車(chē)頂燈大小或顏色規(guī)格的區(qū)域；[0041]步驟S303 :由于車(chē)頂燈是由不同的顔色區(qū)域，例如車(chē)頂燈大部分背景是藍(lán)色，上有白色的出租車(chē)公司名字或“TAXI”標(biāo)志，這些區(qū)域之間的相對(duì)位置是固定的，即出租車(chē)公司名字或“TAXI”標(biāo)志在車(chē)頂燈中所處的位置是固定且已知的，所以通過(guò)判斷步驟S301所提取的顔色特征區(qū)域的大小和區(qū)域之間的相對(duì)位置關(guān)系，可以判斷此顏色特征區(qū)域是否是車(chē)頂燈。計(jì)算結(jié)果以概率值方式給出，即顏色特征區(qū)域的大小和與周?chē)渌喩卣鲄^(qū)域的相對(duì)位置關(guān)系越接近出租車(chē)頂燈的實(shí)際值，則這個(gè)區(qū)域是車(chē)頂燈的概率值就越大，反之越小。出租車(chē)車(chē)身涂裝檢測(cè)算法步驟為步驟S401 :首先對(duì)圖像進(jìn)行自動(dòng)閾值分割，利用圖像的灰度信息，相近灰度的像素認(rèn)為是同一區(qū)域，其次提取出圖像中所有的區(qū)域，記為特征區(qū)域；步驟S402 :判斷特征區(qū)域大小，去除不符合出租車(chē)涂裝區(qū)域大小的特征區(qū)域，特征區(qū)域舍取標(biāo)準(zhǔn)由步驟SI中讀取的“涂裝橫向像素范圍”決定；步驟S403 :由于ー輛出租車(chē)表面涂裝通常包含多種顏色，但不同顔色區(qū)域之間的相對(duì)位置是固定的，所以通過(guò)步驟S401、S402所提取的顔色特征區(qū)域的大小和區(qū)域之間的相對(duì)位置關(guān)系可以進(jìn)一歩判斷相鄰的多個(gè)特征區(qū)域是否符合出租車(chē)的涂裝顏色分布。計(jì)算結(jié)果以概率值方式給出，即顏色特征區(qū)域的大小和與周?chē)渌喩卣鲄^(qū)域的相對(duì)位置關(guān)系越接近出租車(chē)涂裝的實(shí)際值，則這個(gè)區(qū)域是出租車(chē)涂裝的概率值就越大，反之越小。在獲得了車(chē)身涂裝和頂燈檢測(cè)的概率結(jié)果后，需要綜合兩者信息后給出該車(chē)是否是租出車(chē)的結(jié)論判定，即是否于車(chē)租車(chē)還是社會(huì)車(chē)輛，同樣也是個(gè)分類(lèi)問(wèn)題，有多種分類(lèi)器可供選擇，此處以圖4給出樸素貝葉斯分類(lèi)器為例說(shuō)明將車(chē)輛分為“出租車(chē)”和“非出租車(chē)”兩類(lèi)，即類(lèi)別變量；車(chē)身涂裝、頂燈視為特征變量。樸素貝葉斯模型算法操步驟為步驟S501 :為離線訓(xùn)練階段，圖像分析儀2在不同光照條件下采集樣本圖像并標(biāo)定車(chē)輛是否是出租車(chē)以及車(chē)身涂裝、頂燈區(qū)域，形成特征的概率分布和類(lèi)別的先驗(yàn)分布；步驟S502 :為在線識(shí)別階段，當(dāng)圖像分析儀通過(guò)計(jì)算獲得車(chē)牌特殊位置、車(chē)身涂裝、頂燈區(qū)域的特征值后，采用樸素貝葉斯分類(lèi)器計(jì)算最大后驗(yàn)概率，獲得分類(lèi)結(jié)果，即是否滿足出租外形特征。如圖5所示圖像分析儀2執(zhí)行的車(chē)牌識(shí)別程序步驟為步驟S601 :按照步驟S204中獲取的車(chē)牌位置參數(shù)以及步驟S201獲取的車(chē)牌最大像素范圍，從原始RGB圖像中分割出車(chē)牌區(qū)域像素；步驟S602 :將步驟S601獲取的車(chē)牌區(qū)域圖像做預(yù)處理，具體流程為(I)灰度化處理，可以采用加權(quán)平均，設(shè)原彩色圖像的(X，y)處的象素色為RGB (X，y),其分量為(R, G, B),則灰度化后的對(duì)應(yīng)位置的灰度值為f(x, y) = (Wr*R+Wg*G+Wb*B)/3，Wr、Wg、Wb分別為分量權(quán)值，依據(jù)人眼視覺(jué)度分析，可分別設(shè)為 0. 30,0. 59,0. 11。(2)圖像增強(qiáng)處理，可以采用對(duì)比度增強(qiáng)、直方圖修正、圖像平滑、圖像銳化等，此處基于對(duì)比度增強(qiáng)中的分段線性變換法說(shuō)明
權(quán)利要求1.一種出租車(chē)防偽系統(tǒng)，其特征在于它包括可捕獲路面圖像的攝像機(jī)(1)，攝像機(jī)(I)與圖像分析儀(2)連接，所述圖像分析儀(2)通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)(7)與應(yīng)用管理服務(wù)器(4)和出租車(chē)數(shù)據(jù)庫(kù)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出租車(chē)防偽系統(tǒng)，其特征在于所述圖像分析儀(2)載有出租車(chē)檢測(cè)模塊、車(chē)牌識(shí)別模塊、車(chē)輛跟蹤模塊以及遠(yuǎn)程通信模塊；所述應(yīng)用管理服務(wù)器(4)載有防偽識(shí)別模塊以及與其它稽查系統(tǒng)的稽查通信接口模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出租車(chē)防偽系統(tǒng)，其特征在于所述攝像機(jī)(I)為數(shù)字高清攝像機(jī)，固定于攝像機(jī)支架(3)上，所述攝像機(jī)支架(3)可以是L型立桿或者龍門(mén)架，當(dāng)路面較寬時(shí)，采用多個(gè)攝像機(jī)并排冗余安裝的方式完整覆蓋所有車(chē)道，當(dāng)環(huán)境照度太低時(shí)，可采用補(bǔ)光燈補(bǔ)光，并由攝像機(jī)控制補(bǔ)光燈同步。
專(zhuān)利摘要一種出租車(chē)防偽系統(tǒng)，系統(tǒng)由攝像機(jī)、圖像分析儀、傳輸網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用服務(wù)器和來(lái)自管理部門(mén)的出租車(chē)數(shù)據(jù)庫(kù)組成；本實(shí)用新型無(wú)需在出租車(chē)上加裝任何設(shè)備、可全自動(dòng)運(yùn)行，并為管理部門(mén)稽查非法運(yùn)營(yíng)車(chē)輛提供有效信息。
文檔編號(hào)G06K9/00GK202887450SQ20122049107
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者李淑敏, 朱家寶, 厲遠(yuǎn)通 申請(qǐng)人:蘇州蘇迪智能系統(tǒng)有限公司