隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城鎮(zhèn)化，使得城市的人口數(shù)量激增，生活水平的提高使得人們對(duì)出行工具有了更高的要求、國家對(duì)汽車工業(yè)的扶持政策、政府部門對(duì)道路交通基礎(chǔ)設(shè)施的投資，促使了近年來機(jī)動(dòng)車的保有量的迅猛拉長。作為靜態(tài)交通的車輛停放是交通過程不可分割的組成部分，而與之相對(duì)應(yīng)的停車服務(wù)也是道路運(yùn)輸?shù)囊粋€(gè)重要環(huán)節(jié)。為了滿足日益增長的停車需求，大型、超大型停車場不斷涌現(xiàn)，隨著停車場規(guī)模的增大，傳統(tǒng)停車場收費(fèi)管理方式已不能滿足實(shí)際需求。

　　1）采用卡票式的方式處理存在多種安全漏洞
　　卡票易丟失、損壞、盜刷；一卡多用的情況經(jīng)常出現(xiàn)。
 
　　2）硬件設(shè)備投入成本高
　　卡票式停車場收費(fèi)管理系統(tǒng)需要安將多種硬件設(shè)施，如發(fā)卡箱、讀卡器、地感線圈、砸道等，不僅投資成本高，而且施工難度大。 

　　3）人工處理及干擾多
　　發(fā)卡、讀卡、車型判斷等多種處理都需人工操作來完成，增加了人工成本，降低了安全性。

　　1　無卡票式收費(fèi)管理系統(tǒng)及其特點(diǎn)

　　無票式停車場收費(fèi)系統(tǒng)[1]，是指一種無須配置車上設(shè)備單元、無須取票、無須刷卡進(jìn)出的停車收費(fèi)管理系統(tǒng)為導(dǎo)向，可廣泛應(yīng)用于收費(fèi)式停車場的停車管理系統(tǒng)。

　　其特點(diǎn)有：它區(qū)別于現(xiàn)在流行的卡票式收費(fèi)管理系統(tǒng)。在入口不需要配置取卡機(jī)和取票機(jī)，車輛在出入口不用排隊(duì)，出口不需要配置刷卡機(jī)和讀票器，既節(jié)省了硬件成本又節(jié)省了時(shí)間成本。采用車輛牌照作為車輛的唯一標(biāo)識(shí)，利用計(jì)算機(jī)視覺圖像處理技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別車牌字符。達(dá)到了減少人工操作干擾，減輕人員工作量，節(jié)約了人員成本的目的。全程的監(jiān)控?cái)z錄和出入口車輛圖片拍攝功能，對(duì)停車場的安全性能提供了良好的保障。

　　2　軟件實(shí)現(xiàn)的基本思想

　　軟件實(shí)現(xiàn)分為兩個(gè)部分，一是車牌識(shí)別部分。該部分采用 MATLAB語言。 MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡稱，是美國 MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境。利用和改進(jìn) MATLAB圖像處理工具箱，來解決本系統(tǒng)的圖像處理問題；自帶的 API可以方便地在 MATLAB[2]與 C++程序設(shè)計(jì)語言之間建立無縫數(shù)據(jù)通信。本系統(tǒng)的車牌識(shí)別部分設(shè)計(jì)主要采用了 M語言搭建，并對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了測試和分析。

　　二是停車場管理系統(tǒng)部分。該部分采用面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)庫平臺(tái)采用 Windows Server 2003 + SQL Server 2000應(yīng)用程序平臺(tái)使用 Microsoft Visual C++開發(fā)。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)用了大量的 VC++編程技術(shù)，包括圖像處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、動(dòng)態(tài)鏈接技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等。能自動(dòng)、實(shí)時(shí)地檢測車輛和識(shí)別汽車牌照，監(jiān)控車輛的收費(fèi)。該系統(tǒng)是在交通的基礎(chǔ)上，引入了數(shù)字圖像的攝錄技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息管理技術(shù)，通過車輛圖像信息的采集和處理，提高車輛的智能化管理。

　　3　軟件實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

　　3.1　識(shí)別自動(dòng)化，支持高車流量

　　車牌自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是無卡票式收費(fèi)管理系統(tǒng)的核心模塊。它以圖像處理、模式識(shí)別等為基礎(chǔ)，利用每一輛汽車唯一的車牌號(hào)碼，通過攝像機(jī)所拍攝的車輛圖像進(jìn)行車牌號(hào)碼的識(shí)別。在不影響汽車狀態(tài)的情況下，計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成車牌的識(shí)別，從而降低交通管理工作的復(fù)雜度，改善高峰期間車輛行駛的均速度，提高了整個(gè)收費(fèi)服務(wù)的服務(wù)速度，對(duì)緩解交通阻塞起到了積極的作用[3]，同時(shí)也能減少交通事故和保證交通安全。

　　3.2　數(shù)據(jù)完整化、完全性、統(tǒng)一性

　　該性能要求是基于數(shù)據(jù)庫操作的。數(shù)據(jù)的完整、統(tǒng)一和安全，關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的管理安全性。本系統(tǒng)考慮的對(duì)象為一進(jìn)一出的停車場情況，上位機(jī)為單一 PC機(jī)，但為了適應(yīng)多進(jìn)多出的系統(tǒng)方案以及考慮到系統(tǒng)安全機(jī)制和提高升遷性能，故本案中，采用 SQL Server作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫；在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)，利用 SQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供盡可能多的檢驗(yàn)措施，確保數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)滿足用戶的各種約束要求、保持?jǐn)?shù)據(jù)完整和統(tǒng)一；為了提升日后功能，另對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)娜哂嗖僮鳌?

　　3.3　車輛管理安全化

　　停車場內(nèi)車輛停放的安全與否是車主最關(guān)心的問題。本系統(tǒng)利用拍攝設(shè)備，在入口時(shí)拍攝車輛照片，并在出口收費(fèi)時(shí)顯示車輛進(jìn)入時(shí)的圖片和車牌號(hào)進(jìn)行比對(duì)，以保證車輛的停放安全。

　　4　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

　　圖 1為進(jìn)出同口停車場收費(fèi)管理系統(tǒng)硬件布局圖。 

　　圖 1進(jìn)出同口停車場收費(fèi)管理系統(tǒng)硬件布局圖

　　5　系統(tǒng)軟件基本框架及主要功能模塊

　　圖 2為停車場收費(fèi)管理系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)框圖。

　　圖 2停車場收費(fèi)管理系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)框圖 

　　5.1　視頻檢測管理模塊

　　車輛檢測的主要目的是從視頻流中提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域，用于識(shí)別運(yùn)動(dòng)車輛。該模塊主要用于判斷是否有車輛牌照信息，若有，則進(jìn)行牌照識(shí)別，若無，則丟棄此圖像。本系統(tǒng)使用像素灰度相減的識(shí)別算法，計(jì)算前后圖像差，判斷是否有來車，一旦車輛駛近就對(duì)運(yùn)動(dòng)車輛進(jìn)行車牌的定位和識(shí)別。該模塊還包括了對(duì)動(dòng)態(tài)禎的保存、入口時(shí)對(duì)車輛靜態(tài)圖像的抓拍、視頻圖像的回放等功能。 

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　　5.2　車牌識(shí)別模塊

　　車牌識(shí)別 [4]包括車牌定位、字符分割和字符識(shí)別三個(gè)部分。對(duì)車牌識(shí)別模塊的要求是能自動(dòng)地完成車牌識(shí)別的三個(gè)流程，將識(shí)別后的車牌字符存入數(shù)據(jù)庫，并自動(dòng)產(chǎn)生其它輔助信息，如車輛進(jìn)入時(shí)間、車型等，使人工干預(yù)程度達(dá)到最小值。

　　5.3　收費(fèi)管理模塊

　　收費(fèi)管理是應(yīng)用模塊，它的主要功能是存儲(chǔ)用戶信息、實(shí)時(shí)車輛進(jìn)出信息、車輛收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，添加、刪除、修改和查詢數(shù)據(jù)信息、報(bào)表輸出等數(shù)據(jù)庫操作；車輛入場計(jì)時(shí)、停車費(fèi)用的計(jì)算；對(duì)各種不同用戶的權(quán)限設(shè)置及管理等。

　　6　軟件實(shí)現(xiàn)流程圖

　　6.1　入場流程

　　車輛進(jìn)入時(shí)，通過車輛視頻檢測模塊偵知車輛，由圖像抓拍模塊拍攝車輛圖像；隨后將獲取的圖像經(jīng)車牌照識(shí)別模塊對(duì)車牌號(hào)進(jìn)行辨識(shí)，并將辨識(shí)后的車牌號(hào)、車輛信息、車輛到達(dá)時(shí)間連同影像資料儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中；如果無法自動(dòng)識(shí)別出車牌照或識(shí)別不全的，則由監(jiān)控人員通過監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行人工辨識(shí)。

　　6.2　出場流程

　　當(dāng)有車輛要駛出停車場，由出口處的監(jiān)控對(duì)車輛視頻檢測，采用與入口的車牌識(shí)別模塊對(duì)車輛牌照進(jìn)行自動(dòng)辨識(shí)，并將辨識(shí)后的車牌號(hào)與數(shù)據(jù)庫的信息進(jìn)行匹配，提取該車輛入庫時(shí)的時(shí)間和車輛信息，根據(jù)出入場時(shí)間自動(dòng)計(jì)算停車時(shí)間和停車費(fèi)用，調(diào)取車輛入場時(shí)抓拍的圖像與出口的車輛進(jìn)行比對(duì)，在收取停車費(fèi)后，欄桿自動(dòng)開啟放行。 

　　圖 3停車場收費(fèi)管理系統(tǒng)入場流程圖 



　　圖 4停車場收費(fèi)管理系統(tǒng)出場流程圖

　　7　結(jié)束語

　　停車場收費(fèi)管理是智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分。目前停車場多是采用以人工方式為主的傳統(tǒng)模式進(jìn)行收費(fèi)管理。基于圖像識(shí)別技術(shù)而設(shè)計(jì)的停車場收費(fèi)管理系統(tǒng)，不僅具有設(shè)備安裝簡易、成本低、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)，而且能更加有效減少管理人員的人為因素，增強(qiáng)停車場的安全性。該系統(tǒng)可應(yīng)用于公共停車場、小區(qū)停車場的收費(fèi)管理，其車牌識(shí)別模塊可移植到開放式收費(fèi)管理、電子警察等其它智能交通管理系統(tǒng)中；收費(fèi)管理系統(tǒng)的可擴(kuò)展性強(qiáng)，在其基礎(chǔ)上，很容易地增減、完善功能，應(yīng)用前景廣闊。