基于物联网的车辆套牌稽核系统

徐如阳，王媛媛，丰雨轩，穆孝天，刘仁春，姜代红

(徐州工程学院 信电工程学院，江苏 徐州 221000)

基于物联网的车辆套牌稽核系统

徐如阳，王媛媛，丰雨轩，穆孝天，刘仁春，姜代红

(徐州工程学院 信电工程学院，江苏 徐州 221000)

汽车给人们生活带来方便，成为人们的代步工具。大量的违法套牌车辆不断涌现，给交通执法部门带来很大的困扰。针对目前套牌车辆泛滥的现状,我们提出了一种基于物联网的车辆套牌稽核系统。采用了C#、Sql Server2014、MATLAB，结合最短路径算法、电子地图等方法，提出了车牌判定及车辆定位算法，并应用于该系统，验证了系统是可行的。

物联网；车辆套牌；C#；定位追踪

本文著录格式：徐如阳，王媛媛，丰雨轩，等. 基于物联网的车辆套牌稽核系统[J]. 软件，2016，37（11）：37-40

0 引言

随着生活水平的提高，汽车作为普通家庭的消费品的现象越来越普遍化，一些人为了避免车辆管理的相关费用、行车方便等现象而使用套牌。基于此我们开发了这个基于物联网的车辆套牌稽核系统。

本文旨在探讨车辆套牌检索方案，通过抓拍图像，分析并提取车辆信息、同步位置、时间信息，

通过连接数据库及时更新处理数据，运用多重约束、最短路径算法，快速稽查出套牌车辆。交通执法人员通过地图查看套牌车辆位置信息，对该套牌车辆进行路径追踪，提高了工作的效率，避免了套牌车影响交通秩序，有利地维护了社会稳定。

1 系统架构

系统总目标是,在网状分布式监控点[1]的基础上，依据一辆车不可能同时出现在两个地点、在片段时间内只能在一定范围内行驶的原理，通过分析各卡口摄像头捕捉的车辆信息，实现车辆信息的录入更新及行车数据的分析，完成自动稽核检测的功能。系统总体结构如图1所示。

2 系统关键技术

2.1 车牌图像处理流程

车牌图像处理流程整个套牌检测的基础，其识别率高低直接影响到该系统的套牌检测准确率及有效率。该处采用基于MATLAB的车牌识别技术[2]-[4]。该技术能将通过监控点摄像头抓拍的车牌图像，进行图像提取、图像预处理、车牌位置提取、字符分割、字符识别等一系列算法运算，识别出视野范围内的车辆牌照，它运用数字图像处理、模式识别匹

配技术，对采集到的车牌图像进行处理的方法，能够实时准确地自动识别出车牌的数字、字母及汉字字符，并以计算机可直接运行的数据形式给出识别结果。字符识别采用两级BP算法实现对字符的识别，并对不能识别的字符进行训练。车牌图像处理模块结构图如图2所示。

图1 系统总体结构

图2 车牌图像处理流程

图3 算法流程图

2.2 套牌判定

套牌车判定模块通过多约束条件先筛选出符合套牌的数据，以提高算法执行效率，用预设的几个关键路径的最短时间作为输入参数，使用Dijkstra算法及Google地图中的道路卡口位置信息，得出范围内经过道路任意两监控区域所需的最少时间值作为判定套牌的的时间阈值。根据行车时间与最小阈值的对比，可以判定出是否为套牌车辆。

判定方法：根据车辆所经过的每个监控点所拍摄的记录信息，系统会自动分析数据库中车牌的一段时间内的记录，判断车辆是存在套牌嫌疑。

套牌判别算法描述，如图3所示。

根据捕获分析的车牌号carid，通过获取的车牌号在数据库中进行检索该车辆的行车路径(route1, route2, route3,…, routeN)及通过对应监控点的时间信息(time1, time2, time3,…, timeN)，N代表监控点的分布数量；

选取通过卡口数据(routeK，timeK) (K=1, 2, 3, …, N)进行逻辑一致性检测，初始时i=2；

设定route1作为出发点，routei－1为目的地，依据行车的路径获取行车方向，联系方向derection和监控点的分布结构，得到出发点和终点间N个最短路径中包含的监控点集合(s1, s2, …, sN)；

当前时段time1－timeK下，依据数据库选取片断时间内获取该车辆在时段内的车速；

以(s1, s2, …, sN)为起始点，以获取的时段内行车速度为权值，使用Dijkstra算法及Google地图中的道路卡口位置信息，得出事先分析出范围内经过

道路任意两监控区域所需的最少时间值作为判定套牌的的时间阈值；

比较卡口监控下车辆在route1和routeK出现时间差Δtime=time1－time2和route1和routei间时间阈值mintime。如果Δtime＜mintime，即可判定该有套牌嫌疑；如果Δtime＞mintime，则K=K+1，进入下一步；

如果K＞N，可排除该车辆的套牌嫌疑，否则，转到c。

2.3 套牌定位显示

根据套牌判定算法分析出的结果，结合NetW-orkProtocol网络时间模块，及时更新地图上套牌车辆信息，鼠标移动到地图坐标上时就会显示该车辆的车牌号及当前的位置信息。

定位地图显示模块主要代码：

2.4 套牌定位显示

本模块主要是对目标车辆进行路线跟踪[5]显示。

实现过程：在列表况获取车牌号，点击查询获取行车路径。

定位追踪主要代码：

2.5 报表分析

本模块主要统计套牌车辆数量的分析统计。

实现过程：通过饼状图、柱状图、曲线图、数据列表对套牌车辆按照月份、季度、地区分类统计展示。

报表分析主要代码：

3 数据库设计

本系统使用Sql Server数据库，数据库设计一共用到6张数据库表，分别是卡口表（Port）、车辆表（Car）、车主表（Carowner）、管理注册表（Register）、图片资源表（Mulmedia_Picture）、行车记录表（Record）、分析表（Count）、结果表（Result），因篇幅有限，本文以卡口表和行车记录表为例，如表1和表2所示。

表1 卡口表（Port）

表2 行车记录表（Record）

4 系统功能与实现

结合C#编程、Matlab数字图像处理、多约束套牌稽核算法、Gmap电子地图。实现了车牌图像处理（如图4所示）、车辆套牌的判定、定位追踪等功能（如图5所示）。

图4 车牌图像处理

图5 定位追踪模块

5 结束语

运用数字图像、Sql Server数据库查询分析、C#编程语言等技术实现了系统的整套功能。通过对目前套牌车辆的基本特征的调查，依据多约束条件及最短路径确定阈值确定车辆是否套牌。综合车辆信息一致性、记录匹配、最小阈值计算对套牌车辆进行检测。结合电子地图及数据报表提高了系统整体的实用性。结合实验证明了这一策略的可行性、执行的高效性。

[1] 丁伟, 阎慧. 基于物联网技术的分布式装备管理信息系统[J]. 软件, 2013, 34(6)∶ 17-19.

[2] 姚楠，耿奇. 基于MATLAB GUI 的车牌自动识别系统设计[J]. 软件, 2016, 37(3)∶ 44-46.

[3] 李悦, 刘晨. 基于历史车牌识别数据的套牌车并行检测方法[J]. 计算机应用, 2016, 36(3)∶ 864－870.

[4] 陈小星, 陶志强. 一种基于车辆图像的Keren配准方法的改进算法[J]. 软件, 2014, 35(12)∶ 20-25

[5] 杨东朋, 徐厚宝. 技术情报搜索与跟踪系统的设计与应用[J]. 软件, 2013, 34(10)∶ 36-38.

The Car Deck Audit System Based on Internet of Things

XU Ru-yuang, WANG Yuan-yuan, FENG Yu-xuan
(Xuzhou Institute of Technology, Institute of electrical engineering, Xuzhou 221000, China)

The car as a mean of transport, brings much convenience to individuals' life. A large number of illegal car decks are constantly emerging, it brought Traffic law enforcement department great obsession. Aimed at the present situation of widespread car decks. In combination with C#, MATLAB, the shortest path algorithm, database analysis technology, function of electronic maprealizing license image processing, car deck judgement and statistical analysis of the vehicle, the vehicle location tracking of car which is fake. we put forward the license plate judgement and vehicle location algorithm, and imply into this system, verifying the feasibility of this system.

Internet things; Car deck; C#; Location tracking

TP311.52

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2016.11.009

徐如阳(1995-)，男，本科生，研究领域：软件开发，嵌入式技术；王媛媛(1996-)，男，本科生，研究领域：软件开发，嵌入式技术；丰雨轩(1996-)，男，本科生，研究领域：软件开发，嵌入式技术；刘仁春(1993-)，男，本科生，研究领域：软件开发，嵌入式技术；穆孝天(1995-)，男，本科生，研究领域：软件开发，嵌入式技术；姜代红(1969-)，女，博士，教授，研究领域：数据库技术，嵌入式技术。