本發(fā)明涉及一種車牌識別的停車場智能收費(fèi)管理系統(tǒng)，屬于停車場管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前大多數(shù)的停車收費(fèi)系統(tǒng)主要采用非接觸式的IC卡對出入車輛進(jìn)行管理與收費(fèi)。車主在入口處刷卡且記錄車輛進(jìn)入時間，在出口處停車刷卡計(jì)算停車費(fèi)用，很容易造成車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，車主需要下車進(jìn)行取卡與刷卡操作，車主很容易淋濕，給車主帶來不好的出行滿意度。同時，目前的智能停車收費(fèi)系統(tǒng)的成本投入比較高，且維修起來也比較繁瑣。除此之外，各個收費(fèi)站之間相互獨(dú)立，資源無法共享，很容易給車主出行造成極大的不方便。例如，一個停車場的各個入口相對孤立，往往停車場已經(jīng)沒有剩余車位了，其他的各個入口仍然有大量的車在排隊(duì)等待進(jìn)入。因此，一種基于車牌的智能停車收費(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)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種車牌識別的停車場智能收費(fèi)管理系統(tǒng)，將車牌作為車輛的唯一標(biāo)識，車輛在停車場的出入口處不需要進(jìn)行取卡刷卡操作，避免了出現(xiàn)車輛擁堵現(xiàn)象，提高了車輛的通行效率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種車牌識別的停車場智能收費(fèi)管理系統(tǒng)，包括一個或多個芯片控制模塊與一個車輛信息管理模塊；所述芯片控制模塊包括車牌識別模塊、收費(fèi)模塊、道閘控制模塊、信息顯示模塊和語音模塊；所述一個或多個芯片控制模塊通過互聯(lián)網(wǎng)與車輛信息管理模塊進(jìn)行連接；所述車牌識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；

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

前述的用戶管理用于設(shè)置VIP用戶與普通用戶兩種；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芯片控制模塊傳入車輛的車牌號碼、出入時間與收費(fèi)信息；所述道閘配置管理用于設(shè)置出入口道閘是自動開關(guān)還是手動開關(guān)；所述剩余車位管理用于對停車場的剩余車位進(jìn)行實(shí)時更新。

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

前述的道閘控制模塊包括電機(jī)驅(qū)動電路、電機(jī)與門閥；所述電機(jī)驅(qū)動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，電機(jī)轉(zhuǎn)動控制門閥，然后根據(jù)道閘配置信息控制門閥是自動開關(guān)還是手動開關(guān)。

前述的語音模塊用于接收芯片控制模塊傳入的車牌號碼、停車時間與對應(yīng)的停車費(fèi)用，然后將這些信息轉(zhuǎn)化為語音。

前述的信息顯示模塊用于接收芯片控制模塊傳入的車牌號碼、停車時間與對應(yīng)的停車費(fèi)用，然后將這些信息通過LED顯示屏顯示；所述信息顯示模塊還實(shí)時顯示芯片控制模塊傳入的停車場剩余車位信息。

前述的車牌識別模塊自動識別出入口車輛的車牌號碼與出入時間，并將這些信息傳給芯片控制模塊，芯片控制模塊通過網(wǎng)絡(luò)將這些信息傳給車輛信息管理模塊進(jìn)行存儲。

前述的車牌識別模塊識別出入口車輛的車牌號碼包括車牌定位與判別、車牌校正、車牌字符分割與車牌字符識別。

前述的車牌定位與判別包括以下步驟：

1-1）通過車牌的顏色特征對車牌圖像進(jìn)行定位，然后采用SVM判別模型對候選車牌進(jìn)行判別獲取車牌；

1-2）如果無法通過顏色特征定位出車牌，則通過車牌的邊緣特征對車牌圖像進(jìn)行定位，然后采用SVM判別模型對候選車牌進(jìn)行判別獲取車牌；

所述車牌校正采用旋轉(zhuǎn)投影變化方法對車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）對于水平傾斜校正，首先在一定角度范圍內(nèi)對車牌圖像進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)，同時取每次旋轉(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應(yīng)的角度作為水平傾斜角度，同時根據(jù)該角度對車牌圖像進(jìn)行水平校正；

2-2）對于垂直傾斜校正，首先將水平傾斜校正后的車牌圖像在一定角度范圍內(nèi)多次旋轉(zhuǎn)，同時取每次旋轉(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應(yīng)的角度作為垂直傾斜角度，同時根據(jù)該角度對車牌圖像進(jìn)行垂直校正；

所述車牌字符分割，具體步驟如下：

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

3-2）對二值化車牌圖像提取輪廓，然后根據(jù)每個輪廓的最小外接矩形截取每個車牌字符；

3-3）將車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；

所述車牌字符識別采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對車牌漢字、字母與數(shù)字進(jìn)行自動識別，具體步驟如下：

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

4-2）對漢字圖片集訓(xùn)練產(chǎn)生一個識別漢字的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對字母與數(shù)字圖片集訓(xùn)練一個識別字母與數(shù)字的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

4-3）采用這兩個訓(xùn)練好的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對車牌字符進(jìn)行識別，識別出車牌號碼。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

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

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

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，而且通過語音模塊與信息顯示模塊實(shí)時地為車主提供停車場的剩余車位等信息，提高了車主的出行滿意度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的車牌識別的停車場智能收費(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明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本發(fā)明的車牌識別的停車場智能收費(fèi)管理系統(tǒng)，包括一個或多個芯片控制模塊與一個車輛信息管理模塊。具體的，芯片控制模塊包括車牌識別模塊、收費(fèi)模塊、道閘控制模塊、信息顯示模塊和語音模塊。一個或多個芯片控制模塊通過互聯(lián)網(wǎng)與車輛信息管理模塊進(jìn)行連接；車牌識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)明通過一個車輛信息管理模塊實(shí)現(xiàn)停車場的資源共享與管理，使用車牌識別模塊自動識別出車牌號碼，道閘控制模塊控制道閘的自動開與關(guān)，使用信息顯示模塊與語音模塊提供停車場的實(shí)時信息，使停車場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)明采用車牌作為車輛的唯一標(biāo)識，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主的出行滿意度。具體各模塊的功能如下：

車牌信息管理模塊主要包括用戶管理、資費(fèi)管理、日志管理、道閘配置管理與剩余車位管理等內(nèi)容。用戶管理用于設(shè)置VIP用戶與普通用戶兩種；資費(fèi)管理用于提供多種不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，為停車場提供靈活多變的收費(fèi)方式；日志管理用于存儲芯片控制模塊傳入車輛的車牌號碼、出入時間與收費(fèi)信息等；道閘配置管理用于設(shè)置出入口道閘是自動開關(guān)還是手動開關(guān)；剩余車位管理用于對停車場的剩余車位進(jìn)行實(shí)時更新。一個或多個芯片控制模塊通過互聯(lián)網(wǎng)與車輛信息管理模塊進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)停車場資源的實(shí)時管理與共享。

收費(fèi)模塊用于接收芯片控制模塊傳入的車牌號碼與相應(yīng)的停車時間，然后根據(jù)設(shè)置的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算相應(yīng)的停車費(fèi)用，自動在車牌綁定的賬號上進(jìn)行扣費(fèi)，以減少工作人員的工作量，提高停車場的工作效率。

道閘控制模塊包括電機(jī)驅(qū)動電路、電機(jī)與門閥。電機(jī)驅(qū)動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，電機(jī)轉(zhuǎn)動控制門閥，然后根據(jù)道閘配置信息控制門閥是自動開關(guān)還是手動開關(guān)，減少工作人員的工作量，提高停車場的工作效率。

語音模塊用于接收芯片控制模塊傳入的車牌號碼、停車時間與對應(yīng)的停車費(fèi)用，然后將這些信息轉(zhuǎn)化為語音。

信息顯示模塊用于接收芯片控制模塊傳入的車牌號碼、停車時間與對應(yīng)的停車費(fèi)用，然后將這些信息通過LED顯示屏顯示；用于實(shí)時顯示芯片控制模塊傳入的停車場剩余車位信息。

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

車牌識別模塊識別出入口車輛的車牌號碼的具體方法如下：

1）車牌定位與判別

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

1-1）通過車牌的顏色特征對車牌圖像進(jìn)行定位，然后采用SVM判別模型對候選車牌進(jìn)行判別獲取車牌；

1-2）如果無法通過顏色特征定位出車牌，則通過車牌的邊緣特征對車牌圖像進(jìn)行定位，然后采用SVM判別模型對候選車牌進(jìn)行判別獲取車牌。

2）車牌校正

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

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

2-1）對于水平傾斜校正，首先在一定角度范圍內(nèi)對車牌圖像進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)，同時取每次旋轉(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應(yīng)的角度作為水平傾斜角度，同時根據(jù)該角度對車牌圖像進(jìn)行水平校正。

2-2）對于垂直傾斜校正，首先將水平校正后的車牌圖像在一定角度范圍內(nèi)多次旋轉(zhuǎn)，同時取每次旋轉(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，同時根據(jù)該角度進(jìn)行垂直校正。

3）車牌字符分割，具體步驟如下：

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

3-2）對二值化圖像提取輪廓，然后根據(jù)每個輪廓的最小外接矩形截取每個車牌字符；

3-3）將車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）車牌字符識別

本發(fā)明采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)模型對車牌漢字、字母與數(shù)字進(jìn)行自動識別。具體步驟如下：

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

4-2）對漢字圖片集訓(xùn)練產(chǎn)生一個識別漢字的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對字母與數(shù)字圖片集訓(xùn)練一個識別字母與數(shù)字的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

4-3）采用這兩個訓(xùn)練好的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對車牌字符進(jìn)行識別，識別出車牌號碼。

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，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，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。