■ 張建雄

車牌識(shí)別系統(tǒng)為智能交通管理提供了高效、適用的手段，也提高了對(duì)車輛和交通狀況的管理力度，加強(qiáng)了交通的規(guī)范化管理。

車牌號(hào)碼是全世界唯一對(duì)車輛身份識(shí)別的標(biāo)記，它的特殊性和重要性決定了車牌識(shí)別系統(tǒng)成為城市職能交通管理系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。車牌識(shí)別系統(tǒng)為智能交通管理提供了高效、適用的手段，也提高了對(duì)車輛和交通狀況的管理力度，加強(qiáng)了交通的規(guī)范化管理。

車牌識(shí)別概述

目前市場(chǎng)中車牌識(shí)別系統(tǒng)的主要功能

1、車輛牌照的自動(dòng)識(shí)別，信息包括完整的牌照信息、顏色、字符、漢字、數(shù)字等；

2、車速的自動(dòng)檢測(cè)；

3、違法黑牌車的識(shí)別報(bào)警；

4、車輛識(shí)別信息與車管所信息的聯(lián)動(dòng)控制；

5、車輛行駛方向判斷監(jiān)測(cè)。

目前市場(chǎng)中車牌識(shí)別系統(tǒng)主要應(yīng)用范圍

1、交通路口的智能化交通管理；

2、交通信息的自動(dòng)采集；

3、警方及其它執(zhí)法機(jī)關(guān)設(shè)立的臨時(shí)稽查站，對(duì)來往車輛實(shí)施稽查，優(yōu)先識(shí)別待查車輛；

4、路橋、隧道等卡口的自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)；

5、現(xiàn)代住宅小區(qū)、停車場(chǎng)、重要機(jī)關(guān)單位的車輛出入口管理；

6、道路治安卡口抓拍識(shí)別，車流量監(jiān)測(cè)。

車牌識(shí)別系統(tǒng)關(guān)鍵性能參數(shù)

識(shí)別率

車牌識(shí)別系統(tǒng)是否實(shí)用，最重要的指標(biāo)是識(shí)別率。國際公認(rèn)的識(shí)別率指標(biāo)要求是24小時(shí)全天候車牌正確識(shí)別率85%-95%算是合格產(chǎn)品。識(shí)別率的統(tǒng)計(jì)分為以下三種方式：

A、自然流量識(shí)別率=識(shí)別車牌號(hào)的總數(shù)/實(shí)際通過的車輛總數(shù)；

B、可識(shí)別車頻率=人工正確讀取的車牌號(hào)總數(shù)/實(shí)際通過的車輛總數(shù)；

C、全牌識(shí)別準(zhǔn)確率=全牌識(shí)別的車牌總數(shù)/人工識(shí)別讀取的車牌號(hào)總數(shù)。

識(shí)別速度

識(shí)別速度決定了車牌識(shí)別系統(tǒng)是否能夠滿足實(shí)時(shí)實(shí)際應(yīng)用的要求。一個(gè)識(shí)別率很高的系統(tǒng)，如果需要幾秒鐘，甚至幾分鐘才能識(shí)別出結(jié)果，那么該系統(tǒng)就不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要、也是無實(shí)用意義的設(shè)備。國際交通技術(shù)提出的識(shí)別速度是1S以內(nèi)，越快越好。目前市場(chǎng)的車牌識(shí)別系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中識(shí)別率平均速度為200毫秒；好的車牌識(shí)別系統(tǒng)已經(jīng)提高到了10毫秒的快速識(shí)別功能，實(shí)際應(yīng)用識(shí)別速度能夠達(dá)到平均40毫秒。

速度測(cè)定功能

在10km/h-150km/h的速度范圍內(nèi)選取5個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。受試驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)得的車輛速度與非接觸式汽車運(yùn)動(dòng)分析儀測(cè)得的速度進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)車速在40km/h≤V車＜120km/h的速度范圍內(nèi)，測(cè)速誤差在±6%之內(nèi)；當(dāng)車速V車≥120km/h時(shí)，測(cè)速誤差在±10%之內(nèi)。

實(shí)車動(dòng)態(tài)識(shí)別

在天氣晴朗無霧，號(hào)牌無遮擋、無無損的條件下測(cè)試，白天測(cè)試時(shí)的環(huán)境光照度不低于200lux，晚上測(cè)試時(shí)的環(huán)境光照度應(yīng)不低于100lux；實(shí)驗(yàn)時(shí)，車速應(yīng)該在20km/h-150km/h的范圍，白天車牌識(shí)別率不小于90%，號(hào)牌識(shí)別率不小于85%；夜晚車牌識(shí)別率不小于85%，號(hào)牌識(shí)別率不小于75%。

識(shí)別技術(shù)的現(xiàn)實(shí)原理和實(shí)現(xiàn)方式

車輛牌照的識(shí)別是基于圖像分割和圖像識(shí)別理論，對(duì)含有車輛號(hào)牌的圖像進(jìn)行分析處理，從而確定牌照在圖像中的位置，并進(jìn)一步提取和 識(shí)別出文本字符。

識(shí)別步驟一般為：車牌定位、車牌提取、字符識(shí)別；三個(gè)步驟的識(shí)別工作相輔相成，各自的效率都較高，整體的識(shí)別率才會(huì)提高。識(shí)別速度的快慢取決于字符識(shí)別，字符的識(shí)別目前的主要應(yīng)用技術(shù)為比對(duì)識(shí)別樣本庫，即將所有的字符建立樣本庫，字符提取后通過比對(duì)樣本庫，實(shí)現(xiàn)對(duì)字符的正確判斷、識(shí)別。

車牌識(shí)別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方式主要有兩種：一種是靜態(tài)圖像圖片的識(shí)別，另外一種是動(dòng)態(tài)視頻流的實(shí)時(shí)識(shí)別（車牌識(shí)別系統(tǒng)采用的為該項(xiàng)識(shí)別方式）。動(dòng)態(tài)視頻流的識(shí)別技術(shù)適應(yīng)性較強(qiáng)，識(shí)別速度快，實(shí)現(xiàn)了對(duì)視頻的每一幀圖像進(jìn)行識(shí)別，增加識(shí)別比對(duì)次數(shù)，提高識(shí)別率和識(shí)別速度。

車牌識(shí)別系統(tǒng)的傳輸

車牌識(shí)別系統(tǒng)可以通過有線通信方式和無線通信方式來進(jìn)行傳輸。傳輸模式為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和TCP/IP協(xié)議，在物理網(wǎng)絡(luò)連通后，即可將連接在網(wǎng)絡(luò)上的所有工作站定義成最多3個(gè)網(wǎng)絡(luò)級(jí)別，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)級(jí)分兩層結(jié)構(gòu)，即車道現(xiàn)場(chǎng)識(shí)別工作站（底層）與服務(wù)器工作站（上層），底層與上層之間的通信寬帶要求不低于128K，各網(wǎng)絡(luò)級(jí)之間的通信貸款要求不低于2M。（網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D見圖1）

圖1

在項(xiàng)目中的應(yīng)用

車牌識(shí)別監(jiān)控系統(tǒng)是與中心聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行為一體，以市交通監(jiān)控中心為核心，形成分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。即在各交警中隊(duì)、交警大隊(duì)設(shè)立分控中心，在交警支隊(duì)設(shè)置總控中心；采取“現(xiàn)場(chǎng)-分控-總控”三重網(wǎng)絡(luò)管理面模式。識(shí)別系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)各點(diǎn)可以進(jìn)行獨(dú)立的識(shí)別抓拍工作，并且將識(shí)別抓拍到的數(shù)據(jù)利用交換機(jī)，和光纜網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)饺齻€(gè)分控中心，之后經(jīng)過分控中心與總中心的通信網(wǎng)絡(luò)連接，監(jiān)控中心對(duì)抓拍到的車牌信息進(jìn)行核實(shí)和確認(rèn)，從中濾除掉誤抓或者抓拍不合要求的車牌，將正確的車牌發(fā)送給相關(guān)的違章查處管理部門，去做相應(yīng)的處罰和管理；并且系統(tǒng)通過監(jiān)控中心交換機(jī)將違章車輛信息傳輸給市交警支隊(duì)（或交警局）。

中心聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的任務(wù)是中心管理系統(tǒng)與各個(gè)車道應(yīng)用管理系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程管理和維護(hù)。為了保證車牌識(shí)別系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，本次項(xiàng)目系統(tǒng)集成滿足以下功能：

1、監(jiān)控中心能夠直觀明了地顯示和監(jiān)控各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)車道，并且對(duì)經(jīng)過車輛的捕獲率和動(dòng)態(tài)識(shí)別率都會(huì)滿足使用要求。

2、監(jiān)控中心管理系統(tǒng)與各個(gè)車道應(yīng)用管理系統(tǒng)能夠進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，能夠?qū)Ω鱾€(gè)車道進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以及分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢。

3、監(jiān)控中心能夠?qū)崟r(shí)或分時(shí)段可靠地接受或存儲(chǔ)所有車道數(shù)據(jù)，并且備傳輸容錯(cuò)功能。

4、監(jiān)控中心能夠接收、顯示、存儲(chǔ)、分發(fā)和處理各個(gè)車道實(shí)時(shí)報(bào)警信息。

5、監(jiān)控中心能夠遠(yuǎn)程管理和維護(hù)各車道，包括設(shè)置協(xié)調(diào)軟軟件運(yùn)行參數(shù)，查看運(yùn)行狀態(tài)和異常信息。

6、黑名單車輛數(shù)據(jù)庫在整個(gè)系統(tǒng)中的自動(dòng)更新。

7、各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)車道系統(tǒng)既能夠獨(dú)立實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用管理功能，又能實(shí)現(xiàn)中心網(wǎng)絡(luò)化管理要求。

8、具備人工查詢、統(tǒng)計(jì)、打印、數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出功能，查詢需滿足指揮人員的要求，按時(shí)間、地點(diǎn)、車牌等任意查詢，并且統(tǒng)計(jì)處任意時(shí)段、任意地點(diǎn)的車流量；準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)公路交通車輛流動(dòng)情況，為合理調(diào)配警力、提高車輛管理水平提供科學(xué)依據(jù)。

9、系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠；可支持24小時(shí)連續(xù)工作能力。

10、接入網(wǎng)采用鋪設(shè)光纜傳輸，各工作站網(wǎng)絡(luò)連接到主干光纜后傳輸?shù)脚c之對(duì)應(yīng)的大隊(duì)或者中隊(duì)機(jī)房?jī)?nèi)，之后利用現(xiàn)有的大隊(duì)（或中隊(duì)）與市局的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)绞斜O(jiān)控中心。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

邏輯結(jié)構(gòu)

圖2：系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)圖

車牌識(shí)別系統(tǒng)由三大子系統(tǒng)的各功能模塊構(gòu)成，車輛檢測(cè)及觸發(fā)模塊、同步補(bǔ)光模塊、圖像抓拍及同步控制模塊構(gòu)成了前端圖像采集子系統(tǒng)；前端數(shù)據(jù)交換模塊與中心數(shù)據(jù)交換模塊構(gòu)成了整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)；車牌圖像識(shí)別模塊與中心數(shù)據(jù)處理模塊則構(gòu)成了中心數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)。（系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)如圖2所示）

1、車輛檢測(cè)及觸發(fā)模塊

采用成熟的地感線圈技術(shù)，車輛感應(yīng)線圈計(jì)數(shù)準(zhǔn)確、運(yùn)行可靠，在智能交通系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。本系統(tǒng)的地感線圈沿車輛行駛方向敷設(shè)在道路中央，車輛檢測(cè)及觸發(fā)模塊一旦監(jiān)測(cè)到有車輛通過，立即發(fā)送觸發(fā)信號(hào)通知車輛抓拍模塊進(jìn)行抓拍。

2、圖像抓拍及同步控制模塊

接收到觸發(fā)信號(hào)后，立即發(fā)送同步控制信號(hào)給同步補(bǔ)光模塊，并實(shí)時(shí)抓拍通過車輛的圖像，為系統(tǒng)中號(hào)牌識(shí)別提供圖像信息。其相關(guān)的信息將包括通過地點(diǎn)、時(shí)間、車牌圖像等，并將這些信息傳送到系統(tǒng)后續(xù)模塊中進(jìn)行相關(guān)處理。

對(duì)中國 2008-2017 年的 GDPL、LGAS、LENERGY進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)，利用AIC最小化的原則確定出滯后期，檢驗(yàn)結(jié)果如下表5所示：

3、同步補(bǔ)光模塊

本系統(tǒng)采用數(shù)字式車牌識(shí)別系統(tǒng)專用LED頻閃補(bǔ)光模塊，能自動(dòng)根據(jù)環(huán)境光照情況自動(dòng)控制啟動(dòng)或關(guān)閉，并根據(jù)圖像抓拍及同步控制模塊發(fā)送的同步信號(hào)調(diào)整適應(yīng)，在環(huán)境光線不足的情況下取得質(zhì)量最佳的圖像。

4、前端數(shù)據(jù)交換模塊

圖3：系統(tǒng)物理連接標(biāo)示圖

前端數(shù)據(jù)交換模塊采用工業(yè)交換機(jī)，負(fù)責(zé)以100Mbit/s的速率接入圖像抓拍及同步控制模塊實(shí)時(shí)發(fā)送的高清圖像，完成實(shí)時(shí)匯聚功能，并以100Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率從光線網(wǎng)絡(luò)將各模塊的數(shù)據(jù)上傳至中心數(shù)據(jù)交換模塊。

5、中心數(shù)據(jù)交換模塊

單個(gè)中心數(shù)據(jù)交換模塊通過靈活配備千兆SFP光線模塊，在千兆光纖網(wǎng)絡(luò)中匯聚4個(gè)前端圖像采集子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并具備實(shí)時(shí)將前端的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給對(duì)應(yīng)車牌圖像識(shí)別模塊的功能。

6、車牌圖像識(shí)別模塊

該模塊具備實(shí)時(shí)識(shí)別通過車輛號(hào)牌信息的功能。接收到圖像抓拍及同步控制模塊提供的圖像后，經(jīng)過智能搜索圖中汽車的牌照的位置并進(jìn)行識(shí)別后，將識(shí)別出的號(hào)牌結(jié)果傳入到中心數(shù)據(jù)處理模塊。識(shí)別時(shí)將不受圖像中車輛牌照安裝位置的限制。

7、中心數(shù)據(jù)處理模塊

多個(gè)具備不同應(yīng)用功能的中心數(shù)據(jù)處理模塊構(gòu)成中央系統(tǒng)，完成海量數(shù)據(jù)的通訊接收、存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)運(yùn)算、實(shí)時(shí)預(yù)警處理及發(fā)布、以及其他綜合業(yè)務(wù)的功能。

物理結(jié)構(gòu)

車牌識(shí)別系統(tǒng)各子系統(tǒng)根據(jù)其各自負(fù)責(zé)的功能差異，分別由不同的主要設(shè)備構(gòu)成。前端圖像采集子系統(tǒng)由安裝在前端的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、車輛檢測(cè)器及LED頻閃補(bǔ)光燈構(gòu)成，其實(shí)時(shí)采集的圖像數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)的前置工業(yè)交換機(jī)傳回。（系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)圖如圖3所示）

通過圖3可以看出，現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，抓拍到車輛拍照后傳輸?shù)蕉?jí)分控中心，經(jīng)各交警中隊(duì)、交警大隊(duì)分控中心將車牌識(shí)別系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理后，上傳給監(jiān)控中心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。分控中心和交警支隊(duì)數(shù)據(jù)處理中心構(gòu)成實(shí)際的中心數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，包含車牌識(shí)別器陣列、通信服務(wù)器、計(jì)算服務(wù)器、圖片服務(wù)器以及應(yīng)用服務(wù)器等主要系統(tǒng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有建設(shè)路段車輛的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)相結(jié)合的監(jiān)控管理。

綜上，如果給城市的所有道路出入口、分支路口、匝道口以及較長路段的中間路段建設(shè)車牌識(shí)別系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的視頻鎖定跟蹤，只要在系統(tǒng)中輸入需要調(diào)查的車牌號(hào)碼，可檢索到該車在單位時(shí)間內(nèi)通過所有道路的視頻圖像和抓拍圖片，為加強(qiáng)車輛管理、道路交通管理、交通肇事逃逸、刑偵追逃、套牌違法、超速違章、打擊犯罪等提供智能交通上的技術(shù)支持，保障道路通暢、人民出行安全，為和諧交通、和諧社會(huì)建設(shè)而服務(wù)。