基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統及使用方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統，包括上位機、控制器、車庫門禁系統、顯示屏、攝像頭、車輛檢測器、存儲器和電源；所述上位機和控制器通信連接，所述車庫門禁系統、顯示屏、攝像頭、存儲器和車輛檢測器均與控制器連接，所述電源為各個部件供電。同時公開了該系統的使用方法。本發明采用攝像頭來對汽車車牌進行采集，通過將車牌圖像送入上位機進行對比，從而可以智能的控制小區車庫的門禁系統，反映速度快、實用性強。
【專利說明】
基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統及使用方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統及使用方法，屬于門禁裝置領域。
【背景技術】
[0002]隨著國家人民生活水平的日益提高以及汽車工業的飛速發展，因此越來越多的私家車進入了人們的日常生活中，在給人們生活帶來巨大便利的同時也帶來了一系列的問題。其中隨著小區戶主車輛的日益增加，給小區車庫日常的車輛的管理帶來了一系列的問題。例如大量的外來車輛隨意停入小區車庫而占據小區戶主所擁有的停車位，從而給小區戶主停車帶來了很大的困難，也增加了小區車庫的管理難度。因此，設計出一套簡單、實用、成本低、穩定的小區車庫門禁系統將有很大的市場應用前景。
[0003]對于小區車庫的門禁管理系統的實現，有很多種方法。杜云提出了一種小區智能門禁管理裝置(CN 201510763019)，該方法結構包括車輛識別卡和門禁系統;所述門禁識別系統包括天線、讀寫控制器、電源和外部設備；所述讀寫控制器包括顯示器、RFID卡、報警器、蜂鳴器、地感線圈、線圈檢測器;所述外部設備包括通行等和電動欄桿；門禁系統包括車輛進口和車輛出口，進口和出口處均設置有一個地感線圈，地感線圈一側設置有攝像頭，另一側設置有RFID讀卡器;所述讀卡器置于閘道外側。通過軟件控制門禁。該發法成本高，結構復雜，不易實現。
【發明內容】
[0004]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統及使用方法.
[0005]為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是:
[0006]基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統，包括上位機、控制器、車庫門禁系統、顯示屏、攝像頭、車輛檢測器、存儲器和電源；
[0007]所述上位機和控制器通信連接，所述車庫門禁系統、顯示屏、攝像頭、存儲器和車輛檢測器均與控制器連接，所述電源為各個部件供電。
[0008]還包括升降式擋車柱，所述升降式擋車柱與控制器連接。
[0009]所述電源為太陽能供電系統。
[0010]所述存儲器為SD卡。
[0011]基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統的使用方法，包括以下步驟，
[0012]步驟I，車輛檢測器檢測是否有車輛，當檢測到有車輛時，向控制器發出起始指令；
[0013]步驟2、控制器接收到起始指令，控制攝像頭開始工作；
[0014]步驟3、攝像頭采集車牌圖像，并將車牌圖像通過控制器發送給上位機；
[0015]步驟4，上位機根據車牌圖像提取出車牌，將提取出的車牌與本地車牌庫中車牌進行比對，將比對結果發送給控制器；
[0016]步驟5，控制器將對比結果發送給顯示屏顯示，根據對比結果向車庫門禁系統發出門禁控制指令；
[0017]步驟6，車庫門禁系統根據門禁控制指令進行相應的動作。
[0018]上位機提取車牌的過程為，
[0019]S1、上位機接收車牌圖像，并進行顯示；
[0020]S2、將車牌圖像格式轉化成上位機能處理的格式；
[0021 ] S3、將經過格式轉化的車牌圖像進行灰度化處理；
[0022 ] S4、將經過灰度化的車牌圖像進行濾波處理；
[0023]S5、將經過濾波的車牌圖像進行均衡化；
[0024]S6、將經過均衡化的車牌圖像轉化為二值圖；
[0025]S7、對二值圖中的車牌輪廓進行提取，獲得車牌。
[0026]濾波采用滑動窗的中值濾波。
[0027]輪廓提取采用canny算子進行輪廓提取。
[0028]當不允許車輛進出時，上位機向控制器發出擋車柱控制指令，控制升降式擋車柱。
[0029]當發送上位機的車牌圖像不清晰時，上位機向控制器發出攝像頭調整指令，調整攝像頭。
[0030]本發明所達到的有益效果:1、本發明采用攝像頭來對汽車車牌進行采集，通過將車牌圖像送入上位機進行對比，從而可以智能的控制小區車庫的門禁系統，反映速度快、實用性強;2、本發明采用太陽能發電系統，節能環保。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發明的結構框圖。
[0032]圖2為提取車牌的流程圖。
[0033]圖3為3 X 3方形滑動窗口。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0035]如圖1所示，基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統，包括上位機、控制器、車庫門禁系統、顯示屏、攝像頭、升降式擋車柱、存儲器、車輛檢測器和電源。
[0036]上位機和控制器通信連接，車庫門禁系統、升降式擋車柱、存儲器、顯示屏、攝像頭和車輛檢測器均與控制器連接，電源為各個部件供電。
[0037]上述攝像頭采用OV公司生產的0V7670攝像頭，0V7670是一個CMOS的數字攝像頭，其輸出數據可直接被計算機或數字信號處理器所加工處理。
[0038]上述電源采用太陽能供電系統，節能環保。
[0039]上述存儲器為SD卡，可以存儲車輛進出的時間等信息。
[0040]上述上位機采用的是計算機。
[0041 ] 上述控制器采用ST意法半導體公司的STM32F103ZET6微處理器。
[0042]上位機和控制器之間通過藍牙模塊連接，具體的是采用HC-05藍牙模塊，HC-05藍牙模塊是一款基于藍牙2.0標準的主從藍牙模塊，其通訊速度可達IMb/s，完全可以滿足本系統的傳輸要求。
[0043]上述顯示屏采用TFT彩屏顯示屏，TFT彩屏顯示屏可對RGB565彩色圖片進行顯示，并且支持多種圖像的掃描模式。
[0044]上述車輛檢測器采用紅外車輛檢測器，通過車輛檢測器回饋的信號，控制器可以控制攝像頭在無車輛時處于關閉狀態。
[0045]上述小區車庫智能門禁管理系統的使用方法，包括以下步驟:
[0046]步驟I，車輛檢測器檢測是否有車輛，當檢測到有車輛時，向控制器發出起始指令。
[0047]步驟2、控制器接收到起始指令，控制攝像頭開始工作。
[0048]步驟3、攝像頭采集車牌圖像，并將車牌圖像通過控制器發送給上位機。
[0049 ]步驟4，上位機根據車牌圖像提取出車牌，將提取出的車牌與本地車牌庫中車牌進行比對，將比對結果發送給控制器。
[0050]步驟5，控制器將對比結果發送給顯示屏顯示，根據對比結果向車庫門禁系統發出門禁控制指令。
[0051 ]步驟6，車庫門禁系統根據門禁控制指令進行相應的動作。
[0052]如圖2所示，上位機提取車牌的過程為:
[0053]S1、上位機接收車牌圖像，并進行顯示。
[0054]當發送上位機的車牌圖像不清晰時，上位機向控制器發出攝像頭調整指令，調整攝像頭。比如:當發送0x05時，表示補光調節；當發送0x06指令時表示飽和度調節；當發送0x07指令時，表示亮度調節；當發送0x08時表示對比度調節。
[0055]S2、將車牌圖像格式轉化成上位機能處理的格式。
[0056]由于采集的車牌圖像是RGB565格式的數據圖像，而上位機所能處理的為RGB24格式的數據圖像，因此需將RGB565格式的數據圖像轉化成RGB24格式的的數據圖像。
[0057]S3、將經過格式轉化的車牌圖像進行灰度化處理。
[0058]經過灰度化的車牌圖像中任意一點像素點為f(X，y)，則應滿足O<f (X，y) <255，當灰度值為O時代表純黑色，灰度值為255時代表純白色，假設某一彩色像素點(X，y)的對應的R(紅)、G(綠)、B(藍)分量值分別為r、g、b，則轉化后的的灰度值為r X 0.299+g X 0.587+bX0.114ο
[0059 ] S4、將經過灰度化的車牌圖像進行濾波處理。
[0060]濾波采用滑動窗的中值濾波，具體的是3X3滑動窗的中值濾波，如圖3所示，假設9個領域的像素值為{PI，P2，P3，P4，P，P5，P6，P7，P8}，其中中值為P，則待處理的像素點的值為中值P，滿足公式:
[0061 ] g(x,y) =Medium{f (x,y) ,x,y eff}
[0062]其中，g(x，y)為待處理像素點，W為領域范圍，Medium為求中值函數。
[0063]S5、將經過濾波的車牌圖像進行均衡化。
[0064]進行均衡化主要是為了提高圖像的灰度色調的變化和對比度，這需要對原始圖像中像素點個數較多的灰度級進行適當的延展和對原始圖像中像素點個數少的灰度級進行適當收縮。
[0065]S6、將經過均衡化的車牌圖像轉化為二值圖。
[0066]二值圖上的每一個像素點只有兩種可能的取值或灰度等級，即像素灰度值只有O和I，只有黑和白兩個灰度級；當圖中某一像素點的灰度值大于所設定的閥值，則對應的二值圖中該點值為I，否則為O。
[0067]S7、對二值圖中的車牌輪廓進行提取，獲得車牌。
[0068]常見的輪廓提取算子有canny算子，sobel算子，robert梯度算子、prewitt算子等等，這里采用canny算子進行輪廓提取，canny算子是基于高斯函數的一階導數算子，是對點位之乘積與信噪比的最優化逼近算子。
[0069]當出現特殊情況，如:門前修整等，不允許車輛進出時，上位機向控制器發出擋車柱控制指令，控制升降式擋車柱升起。
[0070]上述系統采用攝像頭來對汽車車牌進行采集，通過將車牌圖像送入上位機進行對比，從而可以智能的控制小區車庫的門禁系統，反映速度快、實用性強。
[0071]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統，其特征在于:包括上位機、控制器、車庫門禁系統、顯示屏、攝像頭、車輛檢測器、存儲器和電源； 所述上位機和控制器通信連接，所述車庫門禁系統、顯示屏、攝像頭、存儲器和車輛檢測器均與控制器連接，所述電源為各個部件供電。2.根據權利要求1所述的基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統，其特征在于:還包括升降式擋車柱，所述升降式擋車柱與控制器連接。3.根據權利要求1所述的基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統，其特征在于:所述電源為太陽能供電系統。4.根據權利要求1所述的基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統，其特征在于:所述存儲器為SD卡。5.基于權利要求2所述的基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統的使用方法，其特征在于:包括以下步驟， 步驟I，車輛檢測器檢測是否有車輛，當檢測到有車輛時，向控制器發出起始指令； 步驟2、控制器接收到起始指令，控制攝像頭開始工作； 步驟3、攝像頭采集車牌圖像，并將車牌圖像通過控制器發送給上位機； 步驟4，上位機根據車牌圖像提取出車牌，將提取出的車牌與本地車牌庫中車牌進行比對，將比對結果發送給控制器； 步驟5，控制器將對比結果發送給顯示屏顯示，根據對比結果向車庫門禁系統發出門禁控制指令； 步驟6，車庫門禁系統根據門禁控制指令進行相應的動作。6.根據權利要求5所述的基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統的使用方法，其特征在于:上位機提取車牌的過程為， 51、上位機接收車牌圖像，并進行顯示； 52、將車牌圖像格式轉化成上位機能處理的格式； 53、將經過格式轉化的車牌圖像進行灰度化處理； 54、將經過灰度化的車牌圖像進行濾波處理； 55、將經過濾波的車牌圖像進行均衡化； 56、將經過均衡化的車牌圖像轉化為二值圖； 57、對二值圖中的車牌輪廓進行提取，獲得車牌。7.根據權利要求6所述的基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統的使用方法，其特征在于:濾波采用滑動窗的中值濾波。8.根據權利要求6所述的一種基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統，其特征在于:輪廓提取采用canny算子進行輪廓提取。9.根據權利要求5所述的基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統的使用方法，其特征在于:當不允許車輛進出時，上位機向控制器發出擋車柱控制指令，控制升降式擋車柱。10.根據權利要求5所述的基于車牌檢測的小區車庫智能門禁管理系統的使用方法，其特征在于:當發送上位機的車牌圖像不清晰時，上位機向控制器發出攝像頭調整指令，調整攝像頭。
【文檔編號】G07C9/00GK106056730SQ201610647165
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月9日 公開號201610647165.7, CN 106056730 A, CN 106056730A, CN 201610647165, CN-A-106056730, CN106056730 A, CN106056730A, CN201610647165, CN201610647165.7
【發明人】行鴻彥, 劉剛
【申請人】南京信息工程大學