#1楼主：车牌自动识别(原创 论文整理中)绪论

文章发表于：2008-03-17 01:51

绪   论

进入二十一世纪以来，我国在高等级公路等基础设施的建设上加大了发展力度，在不长的时间里各地的高速公路、一级公路如雨后春笋般发展起来，使我国高速公路总里程己达到一万多公里。但是，与公路建设相比道路管理和监控以及科学收费等软件设施却显得相对滞后。为改善这种情况，道路管理部门已着手进行智能交通管理系统的研究和建设，研制和开发了诸如:交通信号自适应控制系统、智能交通监控系统、GPS车辆管理及导航系统、不停车自动收费系统等智能化交通管理系统。其中高速公路不停车自动收费系统是基于车型及车辆牌照字符识别技术的车辆缴费信息综合管理系统。

§1 智能自动收费系统的发展状况

在高速公路运输中传统的人工收取通行费方法效率低下，随着近几年不断增大的交通流量，使得各式车辆在收费关卡处滞留形成 “瓶颈 ”，而不能够完全发挥出高速公路的优点，如果这个问题如得不到解决，势必影响交通运输线的畅通，甚至导致直接或间接的经济损失。不停车自动收费系统是解决这一问题的有效方法之一，该系统的启用将大大提高收费站各通道的处理能力，减少车辆通过的时间。目前，类似的自动收费系统在美国和欧洲一些发达国家已经得到使用推广。

据资料表明:高速公路自动收费站车辆的平均通过速度为每小时1500辆，而在装有自动收币机的收费站为每小时650辆，人工收费则最多为每小时350辆。随着该系统的推广使用，收费站前的车辆堵塞和交通拥挤的情况得到缓解，可以为过往车辆节约运营时间，这对于长途旅客运输和商用货物运输业显得尤为重要。另据统计，启用了高速公路自动收费系统的路口，百分之六十的车辆选择使用不停车收费通道，在车流高峰时段，使用不停车收费通道的车辆达到75-80%。此外，由于不停车收费系统的自动化水平高、收费迅速而便捷管理统一规范，对杜绝高速公路人为的“乱收费”现象也具有特别重要的意义。

目前应用于不停车收费系统的车辆识别技术主要有：红外线传感AVI  (Automatic Vehicle Identification)系统、电感AVI系统、射频微波AVI系统和图像识别AV工系统。其中，红外线AVI系统利用了装在车辆车身处的一个类似于条形码的代码标签，车辆信息由一系列宽度和颜色不同的线条来表示，当车辆经过红外线探测器时，标签上的信息被反射到读取单元并被抽取出来，从而达到对汽车进行识别的能力;电感AVI系统利用电感耦合实现数据传送，安装在路边的线圈作为天线用于感应信号，并在系统与车辆之间传送信号;射频微波AVI系统则利用微波通讯技术实现数据的传输;图像识别AVI系统将摄像机拍摄的车辆图像输入计算机进行处理，抽取出用于识别车辆的有用信息(如，牌照、车型等)。非接触式IC卡自动收费系统是近年来发展起来的一种先进的不停车收费系统，它是利用IC卡技术和射频通讯技术实现对车辆的自动识别和收费，具有可靠性高、响应速度快、收费标准统一、使用寿命长等特点，是未来不停车收费系统的发展方向。目前，国外有不少的公司和研究机构从事这方面的研究和开发工作，已有技术较完善的产品投入使用在国内，我们在引进技术和硬件设备的基础上进行消化吸收，已开发出自己的AVI系统，该系统是将射频IC卡通讯技术和基于图像处理的车辆牌照及车型识别技术有机地结合为一个整体。其具有较强的自身特点和首创性。

§2 高速公路不停车收费系统简介

以结合了射频IC卡通讯技术和基于图像处理的车辆牌照识别技术和车辆车型识别技术AVI系统为例，其工作过程如下:

当载有电子标签的车辆经过收费车道时，阅读器侦测到有物体移近，启动微波通信，整个系统被唤醒而处于工作状态;收费系统自动检测随车IC卡中记录的牌照号码、预存款项金额、车辆和车主的信息，同时车型识别子系统对车辆的车型、吨位等进行实时鉴别;阅读器根据读到的信息和车型识别的结果，计算余额，并写回标签，即阅读器修改RAM中的数据，将收费情况写入记录；如果阅读器读不到卡，启动继电器吸合，启动牌照识别系统，而阅读器关闭微波通信;主机定期启动串行通讯，将RAM中数据传送至主机;主机定时、人工、或实时将数据传送至收费站数据库服务器;收费站服务器客户软件，对数据进行处理和统计，形成各种报表，通过专网和公网将报表上传至收费结算中心或路段收费中心。

§3  车辆牌照识别系统概述

由于车辆牌照是机动车辆唯一的管理标识符号，在交通管理中具有不可替代的作用所以，汽车牌照识别是高速公路不停车收费系统中与射频IC卡通讯技术同等重要的关键技术之一，是本文讨论的中心。

车辆牌照自动识别系统的研究和开发工作早在八十年代就开始了，在国外这项技术己经比较成熟而且实用多年，然而在国内这项技术仍处于新近开发应用的初始阶段。目前，有一些单位、院校开展了这方面的研究开发工作，己有相关的技术报告和论文发表。该系统是计算机图像处理与字符识别技术在智能化交通管理系统中的应用，它主要由牌照图像的采集和预处理、牌照区域的定位和提取、牌照字符的分割和识别等几个部分组成，如图所示。

                           图1

其基本工作过程如下:

(1)  当行驶的车辆驶入收费站入口时，触发埋设在固定位置的传感器，系统被唤醒处于工作状态;一旦连接摄像头光快门的光电传感器被触发，设置在车辆前方，后方和侧面的CCD同时拍摄下车辆图像；

(2)  由摄像机或CCD摄像头拍摄的含有车辆牌照的图像通过视频卡输入计算机进行预处理，图像预处理包括图像转换、图像增强、滤波和图像水平校正等;

   (3)  由检索模块进行牌照搜索与检测，定位并分割出包含牌照字符号码的矩形区域; 

(4)  对牌照字符进行二值化并分割出单个字符，经归一化后输入字符识别子系统进行识别。

当然，车辆牌照识别系统并不仅仅是在行使车辆在收费站闯关时才作为补救措施启动，而是始终处于一种实时监测的工作状态，其在不停车自动收费系统中的作用与射频IC卡交费系统的作用是同等的。此外，系统具体工作时，为了保证迅速而有效地对行驶车辆的合法身份以及司机所持IC卡有效性的确认，系统应具有将牌照识别结果与IC卡内所存的车辆牌照记录进行比较核实的功能，以避免持有无效卡、借用或盗用他人有效卡偷逃费用的情况发生。由于该系统推广应用之后，实行的是一车一卡的方式，而不同大小的车辆的收费标准是不同的，因此，除了在IC卡内应存有关于该车车型、吨位的记录外，还对应地开发车辆车型识别子系统。

§4 毕设研究内容

从上节可见汽车牌照识别系统的实现可分为三步：汽车牌照的提取，车牌字符的分割，车牌字符的识别。本次毕设所研究的内容是前两步，即车牌的提取与字符的分割。