基于車牌識別的無人收費停車場系統的設計

張華軍

(江蘇聯合職業技術學院南京分院,江蘇 南京 210019)

1 概 述

隨著現代城市經濟的快速發展,人民生活水平不斷提高,各大中城市都在大力推進“智慧城市”建設。其中,智能停車系統已成為“智慧城市”的重要組成部分。

目前,大多數常見的傳統停車系統使用取卡、取票方法來控制入場和出場車輛的進出和收費管理。傳統的停車場系統控制管理存在以下問題：駕駛員經常無法準確地將車輛停放在取卡位置,并且在雨雪天氣取卡特別不方便；在停車刷卡讀卡過程中,車輛經常會出現溜車現象,有一定的安全隱患；進出車輛需要停車取卡和刷卡,需要很長時間,車道通行效率低,通行流量可能導致出入口擁堵,從而大大降低了停車場管理系統的工作效率[1]。

為了解決傳統停車系統的不足,本文提出了一種基于車牌識別的無人收費停車場系統。從而實現全自動智能停車場管理的應用,解決了傳統停車場系統存在的諸多問題。例如停車效率低、人為錯亂收費以及拒絕支付停車費用等管理上的問題,從而實現車輛快速入場、快速支付和快速出場等便捷功能。該系統可以應用于單進單出、單進多出或多進多出等不同應用類型的停車場系統。停車場系統信息化和智能化管理為廣大車主創造了更安全、舒適、便捷、開放的停車環境,讓整個停車場管理系統的運行更加高效、節能和環保。

2 系統總體設計方案

該停車場系統是一種基于車牌和車型識別的控制管理系統。系統通過識別車輛進出場時的車牌號碼、車輛外型顏色等信息來確定車輛的進出許可,并確定車輛的停車時間和支付停車費[2]。車主可以選擇自助支付機或者微信平臺等方式支付停車費用。該系統主要由入口控制管理系統、出口控制管理系統和無人自動收費系統組成,系統設計結構圖見圖1。

圖1 系統設計結構圖

2.1 入口控制管理系統

入口控制管理系統的主要設備包括卡口專用高速攝像機(主機)、卡口專用高速攝像機(輔機)、 快速入口道閘、地感線圈、入口顯示器和背景補光燈等。當用戶的車輛到達停車場的入口時,入口攝像機拍照,并啟動車輛信息識別系統,以決定是否打開道閘以及是否分配停車位。

卡口專用高速攝像機(主機)是該系統的重要組成部分,內部配有高清攝像頭,其瞬間抓拍的圖像清晰,結合視頻車牌識別軟件功能,能對車牌信息進行準確識別。卡口專用高速攝像機(輔機)主要用于接收主機的控制信號并補充抓拍車牌圖像。主機和輔機安裝在停車場的入口和出口處,需要連續穩定運行。

出入口快速道閘的啟落桿控制時間一般約為2 s,并具有雙向自鎖功能(即當電動擋車裝置在啟停到位時,在外力的作用下不能使道閘上、下動作),道閘桿的表面具有反射光線的特性,可以在夜間清晰地看到。同時,它有多種控制方式,如手持遙控器、電動按鈕、內部機械操縱桿和遠程電腦控制等。地感線圈需采用高耐磨防腐線,用于啟動攝像機抓拍和補抓拍,也可以實現道閘臂的防砸功能。

入口顯示器是停車場入口控制管理系統的重要組成部分,具有空車位顯示和發布廣告功能。背景補光燈主要用于在夜間或者光線昏暗的環境下,對攝像機的抓拍效果具有增強的功能,可以提高抓拍環境的亮度,并使畫面更清晰。一般情況,背景補光燈安裝在攝像機下方,使用“U”字形支架固定在攝像機立桿上。

2.2 出口控制管理系統

出口控制管理系統的主要設備包括卡口專用高速攝像機(主機)、卡口專用高速攝像機(輔機)、快速出口道閘、地感線圈、收費顯示器和背景補光燈等。當用戶車輛準備從停車場開出時,車輛信息識別系統將相關數據發送到數據中心處理系統,判斷該車輛是否已完成繳費支付或者是會員免費停車,從而決定是否打開出口道閘放行車輛。

收費顯示器一般安裝在停車場的出口處,以顯示該車輛的停車時間和實際應收費金額等信息,為車主提供所需的停車收費信息。

2.3 無人自動收費系統(數據中心)

無人自動收費系統(數據中心)的主要設備包括免取卡管理系統軟件、狀態顯示設備、停車場云平臺接口服務、服務器和自助支付機等。

免取卡管理系統軟件安裝在控制中心服務器上,是收費管理人員直接交互的管理界面,支持IE6及以上瀏覽器,通過瀏覽器訪問服務器地址進行操作。它可以遠程控制出入口道閘的啟停,并可實時檢測電動擋車機構的運行狀態，具有滿車位自動提醒功能,即當停車場的停車位已滿,能夠自動在屏幕上顯示并提醒管理人員。

停車場云平臺是一個能夠實現云充值和收費,各種停車信息資源共享的云停車平臺。停車場中的攝像機將不確定的車牌圖像發送到停車場云平臺的糾正系統,在云中部署的多組視頻識別軟件將糾正圖片中的車牌號碼。徹底解決車牌識別不準確的問題,為停車場的綜合管理和規劃提供更有力的保障,使視頻識別的準確率接近100%。

系統服務器配備有免取卡收費系統軟件,用于接收和存儲停車場的車輛車牌、圖片和其它車輛信息。

自助支付機安裝在停車場的電梯出口或人員通道處,可實現車主自行支付停車費的功能,有效節省停車場管理費用。自助支付機還具有自助找車功能,車主可以通過自助支付機搜尋到自己的車輛停放的具體信息,如停放的位置、時間、應支付費用等信息。

3 系統工作原理

3.1 車輛入場識別流程

當車輛到達入口時,地感線圈檢測到信號,觸發主攝像機和輔攝像機抓拍,視頻車牌識別軟件自動識別車牌號，并且在屏幕上顯示。對于無法識別車牌的車輛,系統將車輛信息發送到停車場云平臺的糾正系統進行糾正處理,存儲糾正結果。入口道閘自動抬起,車主駕車進入停車場,確保車輛正常進入后,入口道閘自動落下,停車場自動收費管理系統開始對該車輛進行停車計時,車輛入場識別流程見圖2[3]。

圖2 車輛入場識別流程圖

3.2 車輛出場繳費流程

圖3 車輛出場繳費流程圖

當車主準備開車離開停車場時,可以通過自助支付機或微信公眾平臺自助支付。當車輛行駛到停車場的出口時,出口智能車輛檢測器檢測到地感線圈的信號,從而觸發停車場出口處主攝像機和輔助攝像機進行抓拍。視頻識別軟件自動識別車牌號碼,停車費管理系統自動結算支付金額,并確定車輛是否支付了費用或是否為會員免費停車。如果是,則系統會自動控制出口道閘打開并放行車輛；如果否,則車主需要通過掃碼或者進入微信公眾平臺等方式進行支付,支付成功后車輛方可放行。對于無法識別車牌的車輛,管理中心人員可以手動抓拍并修改車牌、或者通過云平臺不同的算法重新識別。修正成功后,系統將自動結算車輛的支付金額。停車場管理人員還可以通過停車場監控終端的監控界面實時了解整個停車場的使用狀態,車輛出場識別流程見圖3。

4 停車場系統設備配置

以某個停車場項目為例,該停車場設置在地下一層,共有停車位150個,系統為一進一出。根據停車場系統的整體設計進行配置,具體設備配置見表1[4]。

表1 停車場系統設備配置表

5 結 語

本文根據當前“智慧城市”的建設,在城市停車場系統建設與運用方面,針對我國傳統停車場系統存在的諸多弊端,設計了針對性的解決方案和詳細的設備配置。基于車牌識別的無人收費停車場系統建成后,使停車場的物業管理水平得到了提高,為車主提供了方便、快捷的停車服務。為了提高視頻識別技術能力,自動收費系統還引入了停車場云平臺控制,其具有集中的車牌號碼糾正功能,可以徹底解決車牌號識別不準確的問題,它還可以實現停車信息的資源共享,可廣泛應用于各類停車場。