車牌識別技術在加油站的應用(勝利油田)

1、車牌識別技術在加油站的應用周祥國(中石化勝利油田河口采油廠信息中心,山東東營,257200摘要:車牌自動識別系統(tǒng)是一種基于自動檢測、圖像處理、計算機視覺以及模式識別等技術于一體的智能系統(tǒng),其已進入到不同層次的現(xiàn)代交通應用領域,走向更加深入的應用。文章在闡述了車牌自動識別系統(tǒng)基本技術原理和應用前景的基礎上,根據(jù)目前加油站實際情況,詳細介紹車牌自動識別系統(tǒng)在加油站中的具體應用。關鍵詞:車牌識別;光學字符識別;嵌入式一體化結(jié)構(gòu)方式;加油站Application of license plate recognition in filling stationZhou Xiangguo(Hekou Oil

2、 Production Plant,Shengli Oilfield,Dongying,257200,ChinaAbstract:Automatic Vehicle Identification System is a intelligent system using the automatic detection,image processing,computer vision and pattern recognition technologies,etc.It has applied to all levels in modern transportation territory,mor

3、e and more embedded applications of Automatic Vehicle Identification system have taken place.On the basis of introduce the basic theory and Application prospects of Automatic Vehicle Identification System,and according to the current actual situation of filling stations,the article discuss the speci

4、fic application in filling station in detail.Key words:License Plate Recognition;Optical Character Recognition;Integrated Structure System;Filling station0引言現(xiàn)代社會已進入信息時代,隨著計算機技術、通信技術和計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展,自動化的信息處理能力和水平不斷提高,并在人們社會活動和生活的各個領域得到廣泛應用。在這種情況下,作為信息來源的自動檢測、圖像識別技術越來越受到人們的重視。目前指紋識別、視網(wǎng)膜識別技術已經(jīng)到了實用階段;聲音識別技術發(fā)

5、展也是相當?shù)目?。作為現(xiàn)代社會的主要交通工具之一的汽車,在人們的生產(chǎn)、生活的各個領域得到大量使用,對它的信息自動采集和管理對于交通車輛管理、園區(qū)車輛管理、停車場管理等方面有十分重要的意義,成為信息處理技術的一項重要課題。車牌識別系統(tǒng)目前已經(jīng)成熟應用于各類的智能交通、安防系統(tǒng)中,對圖像、視頻中的車輛號牌進行自動的檢測識別.典型的應用系統(tǒng)為:闖紅燈自動監(jiān)測系統(tǒng),機動車超速監(jiān)測系統(tǒng),治安卡口系統(tǒng)等智能交通系統(tǒng)1。1加油站現(xiàn)狀及必要性某企業(yè)內(nèi)部加油站目前負責旗下所有單位的油料供應。由于其加油站使用的加油系統(tǒng)是隨加油機附送的軟件,功能比較單一,只能滿足基本加油需求,主要存在以下問題:原有加油系統(tǒng)油卡分為普

6、通卡和機動卡兩種,普通卡實行一加油車輛一張卡,機動卡不限制車輛。在加油時,只是對卡的有效性進行驗證,不考慮加油車輛是否與該卡所屬車輛相匹配,導致亂加油、油料流失的情況發(fā)生,而從現(xiàn)有技術上做不到油卡專用,只能通過人工鑒定的方式,司機與加油員的沖突時有發(fā)生,為管理帶來極大的隱患。要解決車卡專用的問題,只能對加油車輛實行車輛特征驗證。同時,由于加油站每天業(yè)務繁忙,不能因此影響效率,因此識別準確率和識別速度成為考慮的重要因素。車輛號牌是唯一對車輛身份識別的標記,它的特殊性和重要性決定了采用車牌識別技術是比較好的解決方案2。根據(jù)加油站防爆的特殊要求,在綜合考慮了RFID技術和車牌識別技術的成本、易用性和

7、先進性后,決定采用車牌識別技術來實現(xiàn)車卡校驗的效果。通過車牌識別技術,實現(xiàn)車、卡校驗的目的,有效防止油卡亂用,油料流失現(xiàn)象的發(fā)生。2車牌識別技術的實現(xiàn)原理和實現(xiàn)方式車牌識別技術是集光學、電子、軟件、人工智能等多領域的一項實用技術,是一種不依賴于電子信號,利用光學特性,基于光學字符識別(Optical Character Recognition,簡稱OCR技術對車輛牌照進行識別從而辨識車輛身份的一種技術3。從OCR技術的含義來說,車牌識別技術的基本工作流程4如圖1。 圖1車牌識別技術的基本工作流程其中車輛牌照的識別是基于圖像分割和圖像識別理論,對含有車輛號牌的圖像進行分析處理,從而確定牌照在圖像

8、中的位置,并進一步提取和識別出文本字符5。識別步驟概括為:車牌定位、車牌提取、字符識別6。三個步驟地識別工作相輔相成,各自的有效率都較高,整體的識別率才會提高。識別速度的快慢取決于字符識別,字符的識別目前的主要應用技術為比對識別樣本庫,即將所有的字符建立樣本庫,字符提取后通過比對樣本庫實現(xiàn)字符的判斷,識別過程中將產(chǎn)生可信度、傾斜度等中間結(jié)果值;另一種是基于字符結(jié)構(gòu)知識的字符識別技術,更加有效的提高識別速率和準確率,適應性較強。車牌識別技術在發(fā)展過程中存在兩種結(jié)構(gòu)模式:傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式和嵌入式結(jié)構(gòu)模式7。目前傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式由于具有一些難以克服的弱點,如:識別率受環(huán)境影響較大、惡劣環(huán)境下適應性較差、后期

9、維護困難等弱點。已逐漸被嵌入式一體化結(jié)構(gòu)所取代。車牌識別系統(tǒng)采用這種嵌入式一體化結(jié)構(gòu)的基本思路是:將從攝像到識別的所有工作模塊全部集成到一個箱體中,作為一個獨立整體,完成車牌識別的全部工作,獲得車輛信號通過處理輸出為所需的數(shù)據(jù),包括車牌小圖片,車牌位置,車牌顏色信息等,并以約定的傳輸協(xié)議與計算機管理軟件進行數(shù)據(jù)交換,最終后臺計算機。車牌自動識別系統(tǒng)主要由攝像頭、視頻采集接口、計算機和輔助照明裝置組成。計算機通過視頻采集接口采集攝像頭攝入的視頻圖象,經(jīng)處理和識別得到車牌號。在自然光較暗影響識別效果時,由輔助照明裝置提供攝像光源8。目前車牌自動識別產(chǎn)品大多數(shù)采用嵌入式一體化結(jié)構(gòu)設計方式,采用數(shù)字信

10、號處理器(Digital Signal Processing,簡稱DSP作為識別算法的硬件運算平臺,并擯棄了通常的CCD(Charge Coupled Device,電荷耦合器件外圍電路,集視頻采集、自動調(diào)光、車牌定位、字符切分、字符識別、圖像壓縮、數(shù)據(jù)傳輸和自動溫度控制于一體,獨立運行于應用系統(tǒng)之外9。3系統(tǒng)實現(xiàn)原理加油站入口車道埋設車輛感應線圈,設置監(jiān)控攝像機實時監(jiān)控入口車道。當有車輛進入時,觸發(fā)車輛感應線圈,向處理單元發(fā)出車輛通過信號,處理單元收到車輛通過信號后啟動抓拍單元的輔助光源,同時高速抓拍車輛前景圖片,通過識別模塊進行圖像分割,確定車牌位置,進行定位、字符邊緣提取、字符粗切分、字符細切分、字符特征提取、字符識別、牌照底色識別等處理,完成對車輛牌照的自動識別過程10。識別結(jié)果(車牌號碼、顏色、入場時間存入車輛出入信息數(shù)據(jù)庫中。加油時,計算機根據(jù)加油卡號快速檢索數(shù)據(jù)庫獲得該卡注冊車輛信息,與車牌識別結(jié)果進行比對,如果相符,則直接進行加油操作。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3:攝像頭圖3:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖另外,根據(jù)實際需求,可以在車牌、顏色比對基礎上,增加車輛外形比對,能夠極大提高