“汉王”智能停车场管理系统技术解决方案

车辆进出管理系统声明：一：本系统汉王公司只做前端数据采集即车辆抓拍与识别部分，对于后端硬件平台的搭建与软件系统的实现，汉王公司提供参考性设计方案。二：本系统中提及的硬件设备除第八部分设备清单中列出的以外，均作为参考选型设备，汉王公司不做设备提供。1.1第一部分前言随着现代化管理手段的进步和科学技术的日益发展，军区营院车辆进出管理的信息化程度要求越来越高。过去的人工管理方式已经不适应现代化发展的需要，针对目前快节奏，高速度的工作模式，要求管理方法和制度要有一个根本的改善，这种改善不但要适应用各种特殊停车场、的需求，也要适应社会的需求，要适应人的感官的需求和习惯性操作的需求。但是目前任何高科技产品都不能完全代替人类的手工操作，不能完全取代人的思维，更不能与人的思维方式相吻合。因此我们在做自动化管理系统的设计时，要尽可能地强调自动化手段，但又不可忽略人工干预的因素，二者巧妙地结合起来，可达到事半功倍的效果。本设计方案就是基于以上的思想基础，结合客户的实际需求应用各种现代化高科技手段所设计完成的进出军区（门和停车场）车辆管理系统。1.2第二部分用户需求分析目前军区将进出军区的车辆分为内部车辆和来访车辆，军区内部的车辆是可畅通无阻的进出军区；来访车辆必须先通过电话向中心报号，再由中心向各个大门口进行电话通知，只有各个大门口执勤卫兵接到通知后方可对来访车辆放行。目前这种管理办法是十分安全和可靠的，但这种管理办法不利于信息的电子化和自动化的发展，为此建设一套自动化程度较高车辆进出控制系统是势在必行的。鉴于这种情况，汉王科技结合自己多年来在智能小区管理、智能停车管理和军队营院派车管理方面的经验，设计该车辆进出管理方案。1.3第三部分系统结构和技术1.3.13.1系统概述系统的逻辑结构如图1所示。3．2总体设计触发信号汉王眼车辆前部全景图像车辆前部特征图像识别车牌号码入口控制器1．接收出/入口汉王眼识别结果2．接收出/入口抓拍车辆图片3．判断车辆性质4．数据存贮5．自动计数6．控制栏杆机7．控制显示屏入口设备管理服务器1、备份数据库2、查询浏览3、数据管理4、升级系统5、系统维护出口设备报警栏杆机1号显示屏2号显示屏地下车位计数显示器视频监视器出口控制器1．接收出/入口汉王眼识别结果2．接收出/入口抓拍车辆图片3．判断车辆性质4．数据存贮5．自动计数6．控制栏杆机7．控制显示屏汉王眼车辆前部全景图像车辆前部特征图像识别车牌号码汉王眼车辆前部全景图像车辆前部特征图像识别车牌号码栏杆机栏杆机触发信号触发信号3号显示屏监控中心入出图1系统逻辑结构图1.3.23.2系统工作主流程当车辆要进出军区时，需事先向管理中心申报车辆号牌号码，管理中心值班人员将所申报的车辆号牌号码通过管理中心应用软件输入到中心车辆数据库中，并可设定进入的时效（默认为半小时），当车辆通过所控制大门时，汉王眼车辆号牌识别仪识别出车辆号牌号码，并以车辆号牌号码为条件在管理中心服务器上进行查询，当查询出结果后在根据时效来判断车辆是否可以进出。总上所述，将系统的工作流程分为门口控制流程和中心控制流程。具体流程如下图所示。1.3.2.13.2.1门口控制流程开始是否有车辆触发地感线圈？汉王眼进行车辆号牌识别，并将识别结果上传给门口控制PC控制PC上的应用软件解析汉王眼的信息以车牌号码为条件在中心DB中进出权限表进行查找符合条件的车辆？判断时效是否合法？控制栏杆机自动开门放行人工确认？手动开门放行结束不开门拒绝放行yesnonoyesyesnoyesno记录通行信息1.3.2.23.2.2中心流程开始用户登陆？加入进出权限表结束手动输入要进出车辆号牌号码和进出时间yesno登陆次数是否超过三次yesno1.3.33．3识别系统技术说明1.3.3.13．3．1汉王眼技术汉王眼是汉王公司开发的嵌入式、一体化车牌辨识系统：●汉王眼是车牌辨识系统。●汉王眼是嵌入式系统。汉王眼以数字信号处理芯片作为算法运行的硬件平台，所有算法固化在硬件之中，因此可以脱离计算机实现其功能，使汉王眼具有极高的系统稳定性，并获得了更广阔的应用空间。●汉王眼是一体化的系统。汉王眼集成了车牌辨识系统所必须的所有硬件和软件，不再需辅助的设备即可完成其功能。在硬件上，汉王眼集成了可控照明灯、镜头、图像采集模块、数字信号处理器、存储器、通信模块、温控模块、单片机等；在软件上，汉王眼集成了车牌定位、车牌字符切分、车牌字符识别、车牌图像匹配等算法。一体化的结构形式使得汉王眼降低了对环境的要求，可以很容易安装、调试。1.3.3.23．3．2汉王眼结构和组成汉王眼的硬件构成汉王眼的硬件基于两大关键技术：光电耦合器件和数字信号处理器。其中光电耦合器件用于采集车辆图像；数字信号处理器用于运行算法。为了获得质量出众的采集图像，汉王眼的摄像模块摈弃了通常的CCD外围电路，针对汉王眼的需求设计了优化电路，保证了汉王眼拍摄图片的质量。数字信号处理器是针对数字信号处理算法的特性而专门设计的运算芯片，特别适于嵌入式的应用，具体而言有以下重要特点：1）DSP具有相对同等级的通用运算处理器更高的性能。2）DSP具有很高的稳定性、可靠性和很低的功耗。3）DSP系统易于实现防水、防潮、调温。汉王眼的软件构成汉王眼的软件基于三项汉王公司具有自主知识产权，性能领先的核心技术：车牌定位技术、光学字符识别技术（OCR）、车牌图像匹配技术。其中车牌定位技术实现车辆图像中车牌位置的定位；光学字符识别技术对分割出的字符进行识别；车牌图像匹配技术对两幅车牌图像进行匹配辨识。1.车牌定位技术汉王眼的车牌定位技术具有极高的车牌定位正确率。在各种不同的图像亮度、对比度、均匀度下均能很好地定位出车牌，大大增强了系统的适应性，也为汉王眼进行车牌图像匹配奠定了良好的基础。2．光学字符识别技术汉王公司是进行手写字符识别和光学字符识别的专业厂商，其相关技术具有公认的国际领先地位；其相关产品在多项权威测试中获得大奖。汉王眼用于识别车牌字符的OCR技术以汉王公司性能极其优秀的通用OCR算法为基础，并针对车牌字符特征进行了优化，具有很高的性能。1.3.3.33．3．3汉王眼的特点由于采用了嵌入式、一体化的结构形式，并开发了高性能的算法，汉王眼具有了很高性能，具备了实际应用的能力和价值，具有如下重要特点：对不同光照的适应能力由于白天、夜晚的光照环境相差很大，不同应用场地也有不同的光照环境，因此汉王眼对电子快门和曝光强度进行自动的调整，以适应不同的光照环境。为保证夜晚车牌的足够照度，汉王眼将在光照不足时自动开启补光照明，保证车牌具有足够亮度，获得很好的拍摄效果。对自然环境的适应能力为适应环境温度的变化，汉王眼采用了宽温度范围的器件，并进行了大范围温度变化的实际测试，完全可以满足较大环境温度变化范围的应用。对于环境温度变化更大的地区，汉王眼对内部温度采取半导体温度调节技术加以调整，可满足温度变化范围非常大地区的应用。同时汉王眼具有很好的防雨、雪和高湿能力。对闯关车辆的抓拍能力在警卫区门口，某些闯关车辆具有很高的行驶速度，汉王眼在很高车速(高达200km/小时)范围内依旧可以拍摄得到较清晰图像，完成车牌的定位和辨识。相对于应用系统的独立性因车牌辨识技术是正在迅速发展的领域，车牌号码识别和车牌图片匹配的算法的性能提升也是永无止境的研究领域，车牌辨识系统必须具有相对于应用系统独立的特性才能在系统调整、维护、算法升级等过程中不影响应用系统的运行，车牌辨识系统的意外损坏也不会暂停系统的正常运行。由于汉王眼采用了嵌入式、一体化的结构形式，汉王眼的照明、拍摄、图像采集、车牌辨识算法都集成在一起，作为一个整体设备加以设计和实现。这种结构形式使得汉王眼同应用系统之间只通过通讯接口和通讯协议发生关系，可自由、独立地进行升级和更换。汉王眼具有很高的系统可靠性由于对汉王眼的嵌入式、一体化的软硬件结构进行了优化、综合设计，不但增加了系统辨识车牌的性能，也增加了系统的可靠性。由于不依赖于任何操作系统，汉王眼具有很高的系统可靠性，并可在10毫秒内实现系统的复位，不会在意外情况下延误应用系统的运行。1.4第四部分应用系统1.4.14.1系统硬件设备概述在该应用系统中所应用到的硬件设备主要有车辆号牌识别仪（汉王眼IV）、栏杆机、工控机、光端机、交换机、UPS电源和服务器等组成。各个硬件设备的性能参数如下所述。1.4.1.14.1.1车辆号牌识别仪的性能参数序列项目技术参数1工作电压AC220V50HZ2功耗15W3工作环境温度-20~60℃4存储温度-10~40℃5工作环境湿度90%6车道覆盖宽度6~7米(双镜头识别)7交通流量≤50/分钟7通讯端口RS232/RS485串口、10/100M自适应以太网口、USB1.0接口8识别时间200ms9车辆通行速度〈250km/h10单字符识别率99%11车牌定位率99%12车牌整牌识别率95%13能识别字符库0～9、A～Z、京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、渝、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、学、使、领、境、试、挂、港、澳、消、边、水、警、电、林、通、金、军、海、空、沈、北、兰、济、南、广、成14视频特性支持双路视频输入和抓拍15图像分辨率720*57616图像格式JPEG17图像叠加支持图像叠加，支持用户定制字符的叠加18网络特性支持WEB方式设备配置支持TCP/IP网络传输协议19I/O特性支持继电器开关量输入、支持电平输入，输入电平24V20存储容量可支持500张图片存储20平均无故障运行时间（MTEB）〉30000小时1.4.1.21.4.1.34.1.3工控机（研华IPC-610H）序列项目技术参数1CPU频率P4—2.4G2内存5123以太网卡10/100Mbps4声卡集成5串口2个6USB接口2个7硬盘40GB1.4.1.44.1.4光端机（FL2802）(选配)序列项目技术参数1传输速率0~115.2kbps2数据接口DB253光纤模式单模4光纤接口ST/FC5光纤数量1芯6工作温度-30℃～+75℃7工作湿度0~95%无冷凝8MTBF100000小时1.4.1.54.1.5交换机（选配）采用16口100/1000M的HUB1.4.1.64.1.6UPS电源（山特C3KS）（选配）序列项目技术参数1额定输出容量1KW2输入电压范围AC118~300V3输入频率范围40~60HZ（可调）4输出电压范围AC220V±2%5输出频率范围50HZ±2%(电池模式);40~60HZ(市电模式)6充电时间10小时7备用时间6分钟（满载）/14分钟（半载）8过压保护配备有RJ45/RJ11网络保护接口1.4.1.74.1.7服务器（HPProLiantML350G5）（选配）序列项目技术参数1内存标配512MB，可扩展，具有高级ECC和在线备用功能2最大内存16GB3高速缓存1*4MB二级高速缓存4硬盘可选大尺寸热拔SAS/SATA硬盘5网络控制器嵌入式单NC373i多功能千兆网卡6存储控制器配有64MB高速缓存的智能阵列E200i控制器7内部存储最大880GB8I/O接口1个串口、2个RJ-45网络接口等9其他参数请参阅HP的相关技术资料1.4.24.2系统软件功能概述应用软件的基本功能包括车辆权限比对、速度测量和超速记录、自动放行控制、手动添加申请车辆、实时通行信息记录、实时通行信息管理、报表打印、用户管理、日志管理、大门进出许可状态指示和设备状态检测。各个功能模块的具体内容如下。1.4.2.14.2.1车辆权限比对当车辆要进入军区时，通过车辆号牌识别设备识别出要进出车辆号牌号码，以所识别出的号牌号码为条件在服务中心进行查询，根据查询的结果来判断该车是否在该时间段内具有进出的权限。1.4.2.24.2.2速度测量和超速记录系统可自动测量出通过限速区车辆的速度，到车辆速度超过限速区的速度阈值，应用系统可记录超速车辆的信息，并可进行各种提示（声音、声光等）。1.4.2.34.2.3自动放行控制当控制