基于车牌识别的无人收费停车场系统的设计

张华军

(江苏联合职业技术学院南京分院,江苏 南京 210019)

1 概 述

随着现代城市经济的快速发展,人民生活水平不断提高,各大中城市都在大力推进“智慧城市”建设。其中,智能停车系统已成为“智慧城市”的重要组成部分。

目前,大多数常见的传统停车系统使用取卡、取票方法来控制入场和出场车辆的进出和收费管理。传统的停车场系统控制管理存在以下问题：驾驶员经常无法准确地将车辆停放在取卡位置,并且在雨雪天气取卡特别不方便；在停车刷卡读卡过程中,车辆经常会出现溜车现象,有一定的安全隐患；进出车辆需要停车取卡和刷卡,需要很长时间,车道通行效率低,通行流量可能导致出入口拥堵,从而大大降低了停车场管理系统的工作效率[1]。

为了解决传统停车系统的不足,本文提出了一种基于车牌识别的无人收费停车场系统。从而实现全自动智能停车场管理的应用,解决了传统停车场系统存在的诸多问题。例如停车效率低、人为错乱收费以及拒绝支付停车费用等管理上的问题,从而实现车辆快速入场、快速支付和快速出场等便捷功能。该系统可以应用于单进单出、单进多出或多进多出等不同应用类型的停车场系统。停车场系统信息化和智能化管理为广大车主创造了更安全、舒适、便捷、开放的停车环境,让整个停车场管理系统的运行更加高效、节能和环保。

2 系统总体设计方案

该停车场系统是一种基于车牌和车型识别的控制管理系统。系统通过识别车辆进出场时的车牌号码、车辆外型颜色等信息来确定车辆的进出许可,并确定车辆的停车时间和支付停车费[2]。车主可以选择自助支付机或者微信平台等方式支付停车费用。该系统主要由入口控制管理系统、出口控制管理系统和无人自动收费系统组成,系统设计结构图见图1。

图1 系统设计结构图

2.1 入口控制管理系统

入口控制管理系统的主要设备包括卡口专用高速摄像机(主机)、卡口专用高速摄像机(辅机)、 快速入口道闸、地感线圈、入口显示器和背景补光灯等。当用户的车辆到达停车场的入口时,入口摄像机拍照,并启动车辆信息识别系统,以决定是否打开道闸以及是否分配停车位。

卡口专用高速摄像机(主机)是该系统的重要组成部分,内部配有高清摄像头,其瞬间抓拍的图像清晰,结合视频车牌识别软件功能,能对车牌信息进行准确识别。卡口专用高速摄像机(辅机)主要用于接收主机的控制信号并补充抓拍车牌图像。主机和辅机安装在停车场的入口和出口处,需要连续稳定运行。

出入口快速道闸的启落杆控制时间一般约为2 s,并具有双向自锁功能(即当电动挡车装置在启停到位时,在外力的作用下不能使道闸上、下动作),道闸杆的表面具有反射光线的特性,可以在夜间清晰地看到。同时,它有多种控制方式,如手持遥控器、电动按钮、内部机械操纵杆和远程电脑控制等。地感线圈需采用高耐磨防腐线,用于启动摄像机抓拍和补抓拍,也可以实现道闸臂的防砸功能。

入口显示器是停车场入口控制管理系统的重要组成部分,具有空车位显示和发布广告功能。背景补光灯主要用于在夜间或者光线昏暗的环境下,对摄像机的抓拍效果具有增强的功能,可以提高抓拍环境的亮度,并使画面更清晰。一般情况,背景补光灯安装在摄像机下方,使用“U”字形支架固定在摄像机立杆上。

2.2 出口控制管理系统

出口控制管理系统的主要设备包括卡口专用高速摄像机(主机)、卡口专用高速摄像机(辅机)、快速出口道闸、地感线圈、收费显示器和背景补光灯等。当用户车辆准备从停车场开出时,车辆信息识别系统将相关数据发送到数据中心处理系统,判断该车辆是否已完成缴费支付或者是会员免费停车,从而决定是否打开出口道闸放行车辆。

收费显示器一般安装在停车场的出口处,以显示该车辆的停车时间和实际应收费金额等信息,为车主提供所需的停车收费信息。

2.3 无人自动收费系统(数据中心)

无人自动收费系统(数据中心)的主要设备包括免取卡管理系统软件、状态显示设备、停车场云平台接口服务、服务器和自助支付机等。

免取卡管理系统软件安装在控制中心服务器上,是收费管理人员直接交互的管理界面,支持IE6及以上浏览器,通过浏览器访问服务器地址进行操作。它可以远程控制出入口道闸的启停,并可实时检测电动挡车机构的运行状态，具有满车位自动提醒功能,即当停车场的停车位已满,能够自动在屏幕上显示并提醒管理人员。

停车场云平台是一个能够实现云充值和收费,各种停车信息资源共享的云停车平台。停车场中的摄像机将不确定的车牌图像发送到停车场云平台的纠正系统,在云中部署的多组视频识别软件将纠正图片中的车牌号码。彻底解决车牌识别不准确的问题,为停车场的综合管理和规划提供更有力的保障,使视频识别的准确率接近100%。

系统服务器配备有免取卡收费系统软件,用于接收和存储停车场的车辆车牌、图片和其它车辆信息。

自助支付机安装在停车场的电梯出口或人员通道处,可实现车主自行支付停车费的功能,有效节省停车场管理费用。自助支付机还具有自助找车功能,车主可以通过自助支付机搜寻到自己的车辆停放的具体信息,如停放的位置、时间、应支付费用等信息。

3 系统工作原理

3.1 车辆入场识别流程

当车辆到达入口时,地感线圈检测到信号,触发主摄像机和辅摄像机抓拍,视频车牌识别软件自动识别车牌号，并且在屏幕上显示。对于无法识别车牌的车辆,系统将车辆信息发送到停车场云平台的纠正系统进行纠正处理,存储纠正结果。入口道闸自动抬起,车主驾车进入停车场,确保车辆正常进入后,入口道闸自动落下,停车场自动收费管理系统开始对该车辆进行停车计时,车辆入场识别流程见图2[3]。

图2 车辆入场识别流程图

3.2 车辆出场缴费流程

图3 车辆出场缴费流程图

当车主准备开车离开停车场时,可以通过自助支付机或微信公众平台自助支付。当车辆行驶到停车场的出口时,出口智能车辆检测器检测到地感线圈的信号,从而触发停车场出口处主摄像机和辅助摄像机进行抓拍。视频识别软件自动识别车牌号码,停车费管理系统自动结算支付金额,并确定车辆是否支付了费用或是否为会员免费停车。如果是,则系统会自动控制出口道闸打开并放行车辆；如果否,则车主需要通过扫码或者进入微信公众平台等方式进行支付,支付成功后车辆方可放行。对于无法识别车牌的车辆,管理中心人员可以手动抓拍并修改车牌、或者通过云平台不同的算法重新识别。修正成功后,系统将自动结算车辆的支付金额。停车场管理人员还可以通过停车场监控终端的监控界面实时了解整个停车场的使用状态,车辆出场识别流程见图3。

4 停车场系统设备配置

以某个停车场项目为例,该停车场设置在地下一层,共有停车位150个,系统为一进一出。根据停车场系统的整体设计进行配置,具体设备配置见表1[4]。

表1 停车场系统设备配置表

5 结 语

本文根据当前“智慧城市”的建设,在城市停车场系统建设与运用方面,针对我国传统停车场系统存在的诸多弊端,设计了针对性的解决方案和详细的设备配置。基于车牌识别的无人收费停车场系统建成后,使停车场的物业管理水平得到了提高,为车主提供了方便、快捷的停车服务。为了提高视频识别技术能力,自动收费系统还引入了停车场云平台控制,其具有集中的车牌号码纠正功能,可以彻底解决车牌号识别不准确的问题,它还可以实现停车信息的资源共享,可广泛应用于各类停车场。