本發(fā)明屬機(jī)動(dòng)車自動(dòng)識別領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)動(dòng)車車型分類自動(dòng)識別系統(tǒng)及其所采用的識別方法。

背景技術(shù)：

智能交通系統(tǒng)是21世紀(jì)世界道路交通的發(fā)展趨勢。公路交通基礎(chǔ)建設(shè)的不斷發(fā)展和車輛管理體制的不斷完善，為以視覺監(jiān)控為基礎(chǔ)的智能交通系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用打下了良好基礎(chǔ)。在智能交通系統(tǒng)中，車牌自動(dòng)識別系統(tǒng)是一個(gè)非常重要的發(fā)展方向。車牌自動(dòng)識別系統(tǒng)在停車場中能夠起到很大的作用，有助于推動(dòng)停車場收入，特別是對一些機(jī)動(dòng)型用戶來說，能夠隨時(shí)釋放出停車位，加大停車的流動(dòng)量。

車牌自動(dòng)識別技術(shù)作為車輛識別的先進(jìn)技術(shù)手段，在智能園區(qū)中可用于以下幾個(gè)方面。

（1）車輛出、入園識別：園區(qū)的業(yè)主入住時(shí)，將自己的汽車進(jìn)行登記，其車牌信息將記錄在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中。在園區(qū)大門處，設(shè)有車牌自動(dòng)識別系統(tǒng)，對進(jìn)出車輛自動(dòng)識別，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的車牌數(shù)據(jù)判斷是否是園區(qū)內(nèi)的車輛，對園區(qū)內(nèi)的車輛放行并自動(dòng)記錄其出入園時(shí)間，以便出現(xiàn)車輛被盜等情況時(shí)查詢；對園區(qū)外車輛，將要求其登記后方可進(jìn)入。

（2）停車場管理：在園區(qū)停車場出、入口處，設(shè)有車牌自動(dòng)識別系統(tǒng)，對進(jìn)出停車場的車輛自動(dòng)識別，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的車牌數(shù)據(jù)判斷是否是已買（或租）車位的車輛，對已買（或租）的車輛放行，并自動(dòng)記錄其出入停車場時(shí)間，以便出現(xiàn)車輛被盜等情況時(shí)查詢，對進(jìn)入停車場的已買（或租）車位的車輛自動(dòng)將其車位處的擋車器打開，以便車輛停放；對其它車輛，將自動(dòng)記錄其出入停車場的時(shí)間，以便計(jì)時(shí)收費(fèi)，對進(jìn)入停車場的其它車輛自動(dòng)分配停車位并將其車位處的擋車器打開，以便車輛停放。

目前，現(xiàn)有車輛自動(dòng)識別技術(shù)普遍存在著顯示功能單一，車輛識別率低，適用范圍窄，運(yùn)行成本高等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種顯示功能全，車輛識別率高，適用范圍廣泛，運(yùn)行成本低廉的機(jī)動(dòng)車車型分類自動(dòng)識別系統(tǒng)。

本發(fā)明還提供一種上述機(jī)動(dòng)車車型分類自動(dòng)識別系統(tǒng)所采用的識別方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的。

機(jī)動(dòng)車車型分類自動(dòng)識別系統(tǒng)，它包括車牌識別套件、車牌識別攝像頭、光電觸發(fā)器、顯示器、光幕觸發(fā)器、激光掃描儀、第一服務(wù)器、第一交換機(jī)、第二服務(wù)器、工控機(jī)、第三交換機(jī)、第二交換機(jī)及崗?fù)な召M(fèi)電腦；所述車牌識別套件的信號傳輸端口經(jīng)第二交換機(jī)與崗?fù)な召M(fèi)電腦的信號傳輸端口相接；所述崗?fù)な召M(fèi)電腦的信號傳輸端口接第一服務(wù)器的信號傳輸端口；所述第一服務(wù)器的信號傳輸端口經(jīng)第一交換機(jī)與第二服務(wù)器的信號傳輸端口相接；所述車牌識別攝像頭、光電觸發(fā)器、顯示器、光幕觸發(fā)器及激光掃描儀的信號傳輸端口經(jīng)第三交換機(jī)與工控機(jī)的信號傳輸端口相接；所述工控機(jī)的信號傳輸端口接第二服務(wù)器。

上述機(jī)動(dòng)車車型分類自動(dòng)識別系統(tǒng)所采用的識別方法，可按如下步驟進(jìn)行。

（1）停車場入口車牌識別；如無車牌或者污損遮擋車牌，則補(bǔ)充輔助發(fā)卡。

（2）開閘放行，在開閘前，停車場管理系統(tǒng)會(huì)先完成車輛入場記錄的生成，并同步推送入場數(shù)據(jù)至車輛外廓識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。

（3）車輛入場后，啟動(dòng)機(jī)動(dòng)車外廓識別，在識別完成后，車輛外輪廓識別系統(tǒng)將外廓識別數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫中，所述數(shù)據(jù)庫根據(jù)車牌信息以及流水號檢索匹配及時(shí)生成有效數(shù)據(jù)信息。

（4）停車場管理系統(tǒng)，從輪廓識別系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中定時(shí)獲取外輪廓識別數(shù)據(jù)，并將新產(chǎn)生的輪廓數(shù)據(jù)寫回到停車場管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。

（5）當(dāng)車輛開始出場時(shí)，進(jìn)行出口車牌識別，如果同一時(shí)間，停車場管理系統(tǒng)完成了無車牌車輛或者污損遮擋車牌車輛輔助收卡動(dòng)作，并獲取到了有效的停車卡數(shù)據(jù)，則優(yōu)先使用停車卡數(shù)據(jù)，出口根據(jù)獲取到的車輛信息，從停車場管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中讀取到對應(yīng)車輛外輪廓識別數(shù)據(jù)，并且根據(jù)外輪廓識別數(shù)據(jù)，從系統(tǒng)中匹配到相應(yīng)的車型，最后，根據(jù)進(jìn)場數(shù)據(jù)，計(jì)算時(shí)長，并根據(jù)選定的費(fèi)率，計(jì)算出停車費(fèi)，由收費(fèi)系統(tǒng)完成收費(fèi)，并開閘放行。

作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明機(jī)動(dòng)車車型分類自動(dòng)識別系統(tǒng)運(yùn)用兩套獨(dú)立系統(tǒng)，其容錯(cuò)方法如下。

（1）每個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)分別針對入口編號，維護(hù)一個(gè)入口的流水號；同時(shí)，每個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，針對全場所有入口，維護(hù)一個(gè)全局的入場流水號。

（2）每次車輛入場，生成一個(gè)新的全局入場流水號并同時(shí)對應(yīng)入口ID，生成一個(gè)新的入口通道流水號，加上入場日期，車牌號碼等，形成一條唯一的入場記錄，同時(shí)確保所述記錄在全局上與上一條記錄的連續(xù)性。

（3）停車場管理系統(tǒng)，對兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配。

a、首次匹配，以車牌、通道及記錄為依據(jù)，查找兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)對應(yīng)的數(shù)據(jù)，并分別記錄各自的全局入場流水號及通道入場流水號。

b、從第二次開始，依然以a步驟首次的條件進(jìn)行匹配，但同時(shí)需要驗(yàn)證全局流水號和通道流水號的變化步長是否者為1。

c、如果發(fā)現(xiàn)一方，或者雙方系統(tǒng)的流水號變化步長不一致，則將被跳過的記錄進(jìn)行標(biāo)識，并將相關(guān)未匹配成功的記錄發(fā)給容錯(cuò)處理流程進(jìn)行自動(dòng)校對，如果自動(dòng)校對失敗，則搜集未匹配記錄向前和向后最近的成功記錄范圍內(nèi)的數(shù)據(jù), 形成數(shù)據(jù)參考包，在車輛出場時(shí)，供收費(fèi)人員進(jìn)行人工校正操作。

d、更新最后一次匹配成功的流水號，做一次數(shù)據(jù)匹配的起始參照值。

車型的自動(dòng)識別技術(shù)是ITS系統(tǒng)構(gòu)成的關(guān)鍵技術(shù)之一，主要通過車型識別系統(tǒng)采集車輛原始圖像，運(yùn)用相應(yīng)的圖像處理算法分析、處理并獲取車輛的相關(guān)信息，最后進(jìn)行相應(yīng)的智能化數(shù)據(jù)管理。本發(fā)明顯示功能全，車輛識別率高，適用范圍廣泛，運(yùn)行成本低廉。本發(fā)明機(jī)動(dòng)車車型分類自動(dòng)識別系統(tǒng)，可以顯示車牌信息、車頭部分影像、車輛軸數(shù)、車輛長度、車型分類等信息，通過對軟件的設(shè)定，按照車輛長度對車型進(jìn)行分類可根據(jù)實(shí)際使用情況調(diào)整，25米內(nèi)車輛可實(shí)現(xiàn)誤差小于1%以內(nèi)精確測量。定制升級版車牌識別系統(tǒng)，可以根據(jù)車輛外廓提供的車型分類，按照不同收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)費(fèi)，還可以辦理月卡、黑名單、中央繳費(fèi)、自助繳費(fèi)、打折繳費(fèi)等功能。通過系統(tǒng)的集成，可通過云平臺進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開卡、微信支付、遠(yuǎn)程操作（查詢、調(diào)取數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程開桿等）等功能，可根據(jù)業(yè)主的實(shí)際使用需求就行二次開發(fā)，減少管理漏洞，對所有停車場進(jìn)行集中化管理。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅局限于下列內(nèi)容的表述。

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)集成拓展圖。

圖2為本發(fā)明系統(tǒng)工作流程示意圖。

圖3為本發(fā)明識別方法流程框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，機(jī)動(dòng)車車型分類自動(dòng)識別系統(tǒng)，包括車牌識別套件、車牌識別攝像頭、光電觸發(fā)器、顯示器、光幕觸發(fā)器、激光掃描儀、第一服務(wù)器、第一交換機(jī)、第二服務(wù)器、工控機(jī)、第三交換機(jī)、第二交換機(jī)及崗?fù)な召M(fèi)電腦；所述車牌識別套件的信號傳輸端口經(jīng)第二交換機(jī)與崗?fù)な召M(fèi)電腦的信號傳輸端口相接；所述崗?fù)な召M(fèi)電腦的信號傳輸端口接第一服務(wù)器的信號傳輸端口；所述第一服務(wù)器的信號傳輸端口經(jīng)第一交換機(jī)與第二服務(wù)器的信號傳輸端口相接；所述車牌識別攝像頭、光電觸發(fā)器、顯示器、光幕觸發(fā)器及激光掃描儀的信號傳輸端口經(jīng)第三交換機(jī)與工控機(jī)的信號傳輸端口相接；所述工控機(jī)的信號傳輸端口接第二服務(wù)器。

參見圖2及圖3所示，上述機(jī)動(dòng)車車型分類自動(dòng)識別系統(tǒng)所采用的識別方法，可按如下步驟進(jìn)行。

（1）停車場入口車牌識別；如無車牌或者污損遮擋車牌，則補(bǔ)充輔助發(fā)卡。

（2）開閘放行，在開閘前，停車場管理系統(tǒng)會(huì)先完成車輛入場記錄的生成，并同步推送入場數(shù)據(jù)至車輛外輪廓識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。

（3）車輛入場后，啟動(dòng)機(jī)動(dòng)車外輪廓識別，在識別完成后，車輛外輪廓識別系統(tǒng)將外輪廓識別數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫中，所述數(shù)據(jù)庫根據(jù)車牌信息以及流水號檢索匹配及時(shí)生成有效數(shù)據(jù)信息。

（4）停車場管理系統(tǒng)每隔10～30秒，從輪廓識別系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中定時(shí)獲取外輪廓識別數(shù)據(jù)，并將新產(chǎn)生的輪廓數(shù)據(jù)寫回到停車場管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。

（5）當(dāng)車輛開始出場時(shí)，進(jìn)行出口車牌識別，如果同一時(shí)間，停車場管理系統(tǒng)完成了無車牌車輛或者污損遮擋車牌車輛輔助收卡動(dòng)作，并獲取到了有效的停車卡數(shù)據(jù)，則優(yōu)先使用停車卡數(shù)據(jù)，出口根據(jù)獲取到的車輛信息，從停車場管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中讀取到對應(yīng)車輛外輪廓識別數(shù)據(jù)，并且根據(jù)外輪廓識別數(shù)據(jù)，從系統(tǒng)中匹配到相應(yīng)的車型，最后，根據(jù)進(jìn)場數(shù)據(jù)，計(jì)算時(shí)長，并根據(jù)選定的費(fèi)率，計(jì)算出停車費(fèi)，由收費(fèi)系統(tǒng)完成收費(fèi)，并開閘放行。

本發(fā)明可以對兩套獨(dú)立系統(tǒng)之間采用弱集成方式，系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)一致性是重點(diǎn)需要解決的問題。在此，可由兩個(gè)系統(tǒng)各自維護(hù)一套兩級的計(jì)數(shù)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)序列一致性驗(yàn)證。然后，在此基礎(chǔ)上，以車牌匹配為主，兩級序號為輔助，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)一致性自動(dòng)糾錯(cuò)能力。

其容錯(cuò)方法如下。

（1）每個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)分別針對入口編號，維護(hù)一個(gè)入口的流水號(channel_id|channel_in_id)；同時(shí)，每個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，針對全場所有入口，維護(hù)一個(gè)全局的入場流水號。

（2）每次車輛入場，生成一個(gè)新的全局入場流水號并同時(shí)對應(yīng)入口ID，生成一個(gè)新的入口通道流水號，加上入場日期，車牌號碼等，形成一條唯一的入場記錄，同時(shí)確保所述記錄在全局上與上一條記錄的連續(xù)性。

（3）停車場管理系統(tǒng)，會(huì)以10～30秒的時(shí)差，對兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配。

a、首次匹配，以車牌、通道及記錄生成時(shí)間差小于等于30秒為依據(jù)，查找兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)對應(yīng)的數(shù)據(jù)，并分別記錄各自的全局入場流水號及通道入場流水號。

b、從第二次開始，依然以a步驟首次的條件進(jìn)行匹配，但同時(shí)需要驗(yàn)證全局流水號和通道流水號的變化步長是否者為1。

c、如果發(fā)現(xiàn)一方，或者雙方系統(tǒng)的流水號變化步長不一致，則將被跳過的記錄進(jìn)行標(biāo)識，并將相關(guān)未匹配成功的記錄發(fā)給容錯(cuò)處理流程進(jìn)行自動(dòng)校對，如果自動(dòng)校對失敗，則搜集未匹配記錄向前和向后最近的成功記錄范圍內(nèi)的數(shù)據(jù), 形成數(shù)據(jù)參考包，在車輛出場時(shí)，供收費(fèi)人員進(jìn)行人工校正操作。

d、更新最后一次匹配成功的流水號，做一次數(shù)據(jù)匹配的起始參照值。

本發(fā)明在停車場入口完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)無縫集成，停車場管理系統(tǒng)預(yù)先完成車牌識別，識別成功開閘放行，自動(dòng)生成流水號并提供流水號附加條碼。機(jī)動(dòng)車車型分類自動(dòng)識別系統(tǒng)安裝在道閘緊貼后方，識別車牌號以及車輛外輪廓車型參數(shù)（長度，軸數(shù)等信息），然后根據(jù)車牌號、入場流水號信息進(jìn)行檢測匹配車輛信息，根據(jù)車牌和流水號信息檢測出車輛類型存入后臺數(shù)據(jù)庫以備隨時(shí)調(diào)用以及查詢。

按照上述方案，即兩系統(tǒng)之間出現(xiàn)短時(shí)間相互不可訪問的情況，兩個(gè)系統(tǒng)仍然可以獨(dú)立工作，只要在車輛出場前, 系統(tǒng)之間的互聯(lián)可以恢復(fù)，則可以通過最后一次的匹配數(shù)據(jù)，根據(jù)連續(xù)性特征，恢復(fù)出所有未匹配的車輛入場信息和外輪廓識別信息。

機(jī)動(dòng)車車型分類自動(dòng)識別系統(tǒng)，可以顯示車牌信息、車頭部分影像、車輛軸數(shù)、車輛長度、車型分類等信息，通過對軟件的設(shè)定，按照車輛長度對車型進(jìn)行分類可根據(jù)實(shí)際使用情況調(diào)整，25米內(nèi)車輛可實(shí)現(xiàn)誤差小于1%以內(nèi)精確測量。

本發(fā)明系統(tǒng)采用如下技術(shù)。

（1）非接觸式測量技術(shù)。

采用激光測量技術(shù)，對車輛進(jìn)行高速動(dòng)態(tài)掃描，瞬間計(jì)算出車輛的長度數(shù)據(jù)。

（2）高可靠嵌入式主控。

ARM9嵌入式系統(tǒng)，內(nèi)置先進(jìn)的三維測量算法，整個(gè)流程全自動(dòng)控制。具有無人工干預(yù)、安裝簡單、低功耗、高可靠免維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)。

（3）開放二次開發(fā)接口，方便用戶集成。

系統(tǒng)提供RS232和RJ45兩種數(shù)據(jù)接口，接口協(xié)議完全開放，用戶非常方便集成到自己的應(yīng)用系統(tǒng)。

（4）適應(yīng)極端氣候。

設(shè)備可在零下-30～-50攝氏度下正常工作，自帶加熱除霜系統(tǒng)。

（5）單機(jī)、聯(lián)網(wǎng)皆可使用。

可以單機(jī)進(jìn)行測量也可以與機(jī)動(dòng)車檢驗(yàn)監(jiān)管系統(tǒng)或新車查驗(yàn)管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)使用。

本發(fā)明機(jī)動(dòng)車車型分類自動(dòng)識別系統(tǒng)分類明細(xì)。

A類車輛：5.5米以下車輛；

B類車輛：5.5米-7.6米車輛（含5.5米）；

C類車輛：7.6米-9.6米車輛（含7.6米）；

D類車輛：9.6米-12米車輛（含9.6米）；

E類車輛：12米-17米車輛（含12米）；

E類車輛：17米以上車輛（含17米）。

激光式機(jī)動(dòng)車車型分類自動(dòng)識別系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能（重點(diǎn)用于停車場不間斷檢測車長以及車類型）：

1、自動(dòng)測量車輛長度功能；

2、自動(dòng)測量車輛軸距與軸數(shù)功能；

3、采用通過式方式單個(gè)龍門架即可實(shí)現(xiàn)車輛長度的測量；

4、可以24小時(shí)全天候不受外界天氣干擾測量車長分析車類型；

5、測量長度數(shù)據(jù)可以做到車輛類型識別率>99.8%,長度誤差小于1%。

激光式激光式機(jī)動(dòng)車車型分類自動(dòng)識別系統(tǒng)組成部分：

（1）基本單元為1組激光掃描測長單元，1組光幕觸發(fā)單元，1組軸數(shù)測量組件1組車牌識別單元，LED顯示單元，算法服務(wù)器，龍門架等輔材。

（2）特點(diǎn)：設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性、使用壽命長。每個(gè)檢測點(diǎn)位可部署一組基本單元，基本單元規(guī)范，可靈活擴(kuò)展多組基本單元之間前后無縫銜接，識別過程無需人工干預(yù)。車輛通過道閘進(jìn)入車型分析系統(tǒng)區(qū)域，由系統(tǒng)觸發(fā)組件觸發(fā)，當(dāng)車輛尾部通過觸發(fā)組件，激光雷達(dá)掃描儀與觸發(fā)設(shè)備以及軸數(shù)測量組件形成數(shù)據(jù)通過核心算法，計(jì)算出車輛的車型、軸數(shù)匹配號牌或者流水號構(gòu)成完成數(shù)據(jù)，存入后臺數(shù)據(jù)庫以供收費(fèi)系統(tǒng)即時(shí)調(diào)用、按照車輛停車時(shí)間和類別進(jìn)行收費(fèi)。

具體工作時(shí)，系統(tǒng)接收道閘系統(tǒng)的流水號，或者使用機(jī)動(dòng)車車型分類自動(dòng)識別系統(tǒng)識別號牌后，開始檢測，車輛尾部駛離入口處時(shí)，激光掃描儀測量出車長及軸數(shù)信息，確定車輛類型后對應(yīng)流水號或號牌存入數(shù)據(jù)庫。

主要設(shè)備參數(shù)。

1、激光掃描儀。

2、工控機(jī)服務(wù)器。

3、自帶補(bǔ)光車牌識別相機(jī)。

4、光幕觸發(fā)組件（與光電根據(jù)現(xiàn)場情況可選）。

5、光電傳感器。

可以理解地是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實(shí)施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。