浅析视频识别技术在智能车库管理系统中的应用

2018-03-20花伟

数字通信世界 2018年1期

花伟

（江苏神州信源系统工程有限公司，南京 21000）

1 引言

当今社会汽车的数量不断增大，停车场规模也在日益扩充，这就对车库管理系统提出了严峻的考验。如何充分发挥车库的有效使用率、提高车库的周转率等问题也受到越来越多的关注。而随着地下车库的发展壮大，泊车也面临一定的困难，很多时候都是车主入库后到处寻找空车位，而车库中缺乏方向指标物，这无疑增加了寻车位的困难。现阶段比较流行的反向寻车技术的出现，很好地解决了这个难题。

车牌识别技术是智能车库管理系统最基础也是最核心的部分，该技术需要使用摄像机进行图像采集，并对采集的图像进行识别处理，车牌识别系统对采集到的图像通过特殊的算法对车牌进行识别，得出正确有效的车牌号[1]。目前，该方法在城市交通管理中得到了广泛应用，例如自助停车场，交通高峰期解决拥堵等等。

2 视频识别智能车库管理系统工作流程

2.1 汽车入库停车流程

驾驶员驾驶车辆进入工作区，此时车牌识别系统接收到地感线圈的感应信号开始工作，完成拍照识别过程，记录识别的车牌号，并将信息与车库管理中心的数据进行比对。若信息相同，则为固定用户，道闸自动启动，同时更新此次车辆入库信息；若信息不匹配，则视为临时停车客户，用户在道闸开启后自行选择停车位。

2.2 汽车出库流程

用户取车后过道闸，车牌识别系统识别车牌并进行数据库比对，提取出车位信息，确认后若为固定用户，则道闸开启，若为临时用户则确认停车时长是否达到缴费要求，用户完成缴费后道闸开启，并实时更新车位信息，空车位数量加一。

2.3 反向寻车工作流程

用户在需要使用反向寻车功能时，在查询系统的终端设备上输入车牌号，即可快速查询到车辆所在车位的信息，用户在获得车位信息的同时，还可以获取到抵达该车位的最便捷路径，从而使得用户能够在最短的时间找到停车位。

3 智能车库管理系统功能组成

3.1 车位视频采集功能

目前，市面上的车位视频采集大多采用超声波外触发方式。主要包括超声波测距、车位使用情况识别、车牌识别以及识别完成后的上传。视频采集在整个智能车库管理系统中处于前端，是系统中最基础也是最核心的部分[2]。

超声波测距是利用发射探头将超声波发出，同时开始计时，超声波发射后被接收探头接收，从而根据时间间隔计算出距离。车位的车牌识别不仅要识别占用车位的车牌号，同时要完成车牌号和车位的绑定，并将数据反馈给车库管理系统的中心数据库，便于车位信息的实时更新。

3.2 微波检测照明控制

要想解决车路的照明问题，比较可行的方法是采用微波检测法。该方法是通过微波传感器来判别是否存在移动物体，若存在移动物体，则会触发微波传感器，后经滤波、放大处理，得到照度的数据，从而判别是否需要打开照明设备。

3.3 反向寻车功能

车库若无反向寻车功能，则车主完全靠记忆寻车，地下车库地形复杂，一旦忘记停车位，则会浪费大量的时间寻车。而一旦车库管理系统具有反向寻车功能，就会很好地解决了这种难题。用户可以选择就近的反向寻车终端，输入车辆的车牌号，就可以很轻松的获取车位信息以及取车路线，大大节省了时间。

4 智能车库管理系统中视频识别软件设计

4.1 嵌入式软件设计

4.1.1 车位控制器主程序

在整个智能车库管理系统中，车位控制器是最基本的硬件，主要用于判断车位是否有车辆、物体在移动中的监测、测量照度、控制照明以及上传数据。车位控制器的功能能否稳定有效地实现，其根本取决于嵌入式软件是否可靠。

通信地址的ID在车位控制器安装之前，需要提前写进去，另外对于需要组网的模块也要及时配置，最后在控制器的外壳上贴上标签，标签内容为通信地址代码，这样可以方便以后管理。

车位控制器子程序功能主要包括写地址、监测车位、微波触发中断、测量照度、控制灯光等。首先对程序进行初始化，初始化对象主要包括单片机的寄存器、中断子程序、串口和定时器等等。在每一个子程序的设计过程中都要进行模块化设计，并标出在主程序中的位置，后期对子程序的调用可以根据实际的程序流程来操作。

4.1.2 车位状态监测子程序

对车库内的车位进行信息监测，最常用的两种方式是超声波和视频采集，两者相互协调，在对车位占用情况的判断上共同发挥作用。超声波通过测距，对所得的数据加以分析，从而得出车位是否被占用的结论，如车位确定被占用，则视频采集系统就会对该车位的车辆信息进行图像采集，并将所采集的图像信息实时上传到车库管理数据库中，确保车库信息实时更新。

4.1.3 微波触发中断子程序

一旦有移动的物体进入到微波探测器的感应范围内，探测器就会接收到感应信号，此时只要是物体在感应范围内移动，就会对探测器产生干扰，从而造成误判。为了解决这一难题，该程序采用脉冲数触发累加的方法，时间控制在3小时，满足条件则认为触发中断有效，开始对灯具状态进行监测，灯亮则对5秒定时器进行重置并计时5秒，灯灭则监测照度，如符合开灯条件则持续打开灯具5秒钟，再将信息上传至数据库，若本身车库无需照明，则只需要将车辆经过信息上传。

4.1.4 测量照度与灯光控制子程序

地下车库内光线强弱直接影响着照明设备，设备打开必须同时满足物体移动及照度小于设定的分辨率两个条件，车位控制器若判断无物体移动，则重复触发5秒后照明关闭。如果车库本身采光好，照度大于设定的分辨率，则微波触发始终处于休眠状态，不打开灯具，从而起到节约用电的目的。

4.1.5 车位控制器写地址子程序

一般国内的地下车库停车位数量比较多，而且地形比较复杂，所以很难找到统一的高度来进行车位控制器的安装，若安装在通风管或者电路走线上方，由于车位控制器利用的是超声波反射测距原理，所以很难发挥出其固有功能。因此，为了解决这一难题，就必须要对车库进行分区，并按照分区给车位探测器分配唯一的标签。如安装高度不标准，要在FLASH里面记录超声波测距的高度，并用标签标记贴于仪器外壳上。在车库全部安装结束后，将车位探测器的内部与实际位置信息写入车库管理系统的数据中，完成车库信息的录入，为后续数据库的相关操作提供便捷。

4.2 管理中心软件总体设计

管理中心软件主要包含以下三个主要部分：车库出入口工作站、管理工作站、通信工作站。三者缺一不可，相互协调，共同发挥作用，从而确保整个智能车库管理系统的正常运行[3]。

通信工作站的主要功能是信息通信，串联好车位与管理中心的信息对接，车库管理中心将车位节点采集的信息下发到信息显示模块。出入口工作站主要功能是控制车库的出入口，通过车牌识别技术对车辆进行权限认证，并将信息上传到系统中心数据库。管理工作站主要是分析出入库的车辆信息，并与通信工作站完成信息对接，最后将整个车库的车位信息呈现在车库管理系统总界面上。整个智能车库系统必须在三者的协调下发挥作用，共同完成车库管理。