车牌自动识别方法 【技术领域】
本发明涉及一种车牌自动识别方法，可以对车辆的车牌进行自动登记、验证、监视、报警，属于交通工程领域。
背景技术
随着我国国民经济的高速发展，智能交通已成为当前交通管理发展的主要方向，而车牌识别技术作为智能交通的核心，起着举足轻重的作用。
现在，基于OCR技术的车牌号码识别技术已经比较成熟，例如现有的车牌号码识别技术，对表面清洁、完整的车牌的一次识别率超过95％。但现有的车牌号码识别技术都存在一个缺陷，就是车牌号码识别的正确率严重依赖于车牌本身的质量，仅仅依靠识别出车牌号码来识别车牌会因受到车牌质量的严重影响而使其使用面受到很大限制。
在另一方面，对许多实际应用场合而言，只需验证入口和出口是否为同一辆车即可。例如在公路收费系统中，只需确认通行卡代表的入口和持卡车辆是否为同一车辆即可发现是否有换卡逃费的行为，而不需要知道真正的车牌号码。因此，在车牌定位正确的前提下，也可以通过车牌图像匹配的方法来验证车辆。
现在，基于模式识别技术的图像匹配技术已日益发展成熟，并已应用在广泛的领域。例如现有的车牌图像匹配技术，对拍摄的车牌大小、位置、倾斜、亮度、对比度等差别具有适应性，可以快速、有效地辨识出两个车牌图像是否为同一图像，匹配正确率达到98％以上。对于自身质量较差的车牌，采用车牌图像匹配技术进行识别地效果很好。
很显然，将基于OCR技术的车牌号码识别技术和基于模式识别技术的车牌图像匹配技术结合起来共同用于车牌识别会有更好的效果。但到目前为止，还没有见到将两者结合起来的文献记录和实际使用。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种车牌自动识别的方法，将现有基于OCR技术的车牌号码识别技术和基于模式识别技术的车牌图像匹配技术结合起来对车辆车牌进行自动登记、验证、监视、报警，使对车辆车牌的识别摆脱对车牌自身质量的严重依赖。
为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：
一种车牌自动识别方法，在车辆行进方向上的A处和B处分别安装包括可控照明灯、镜头、图像采集模块、存储器、通信模块、运算模块的车牌识别装置，并在车牌识别装置旁与车辆行进方向相反的方向的路上安装车辆检测线圈，车辆检测线圈与车牌识别装置相连接，所述方法包括如下步骤：
(1)在A处的车辆检测线圈检测到车辆信号，触发与之连接的A处车牌识别装置；
(2)A处车牌识别装置根据环境光照调整电子快门和曝光强度，在晚上自动开启可控照明灯补光照明；
(3)A处车牌识别装置拍摄车辆图像；
(4)A处车牌识别装置定位车牌位置；
(5)A处车牌识别装置利用车牌号码识别技术识别车牌号码；
(6)是否识别出车牌号码？
(7)如果是，保存识别出的车牌号码，将其数据传送到B处的车牌识别装置中；如果为否，保存步骤4获得的车牌图像，将相应的数据传送到B处的车牌识别装置中；
(8)B处的车辆检测线圈检测到车辆信号，触发与之连接的B处车牌识别装置；
(9)B处车牌识别装置根据环境光照调整电子快门和曝光强度，在晚上自动开启可控照明灯补光照明；
(10)B处车牌识别装置拍摄车辆图像；
(11)B处车牌识别装置定位车牌位置；
(12)B处车牌识别装置利用车牌号码识别技术识别车牌号码；
(13)是否识别出车牌号码？
(14)如果是，将之与A处获得的车牌号码相比较，判断A、B处是否为同一车辆；如果为否，保存步骤11获得的车牌图像，转入下一步骤；
(15)B处车牌识别装置利用车牌图像匹配技术将步骤7传送来的车牌图像和步骤11获得的车牌图像进行匹配，判断A、B处是否为同一车辆。
上述车牌自动识别方法中的步骤(7)中，车牌号码数据和车牌图像数据通过计算机网络传送到B处的车牌识别装置中。
上述车牌自动识别方法中的步骤(7)中，车牌号码数据和车牌图像数据存入车辆的通行卡中，由车辆自行带到B处供B处的车牌识别装置使用。
上述车牌自动识别方法中的步骤(7)中，车牌号码数据存入车辆的通行卡巾，由车辆自行带到B处供B处的车牌识别装置使用；车牌图像数据通过计算机网络传送到B处的车牌识别装置中。
上述车牌自动识别方法中的步骤(7)中，车牌图像数据转换为车牌图像特征数据，并和车牌号码数据一起存入车辆的通行卡中，由车辆自行带到B处供B处的车牌识别装置使用。
本发明所提供的车牌自动识别方法将基于OCR技术的车牌号码识别技术和基于模式识别技术的车牌图像匹配技术结合起来，不仅可根据车牌号码识别结果进行匹配，还可根据车牌图像进行车牌图像匹配，使对车辆车牌的识别摆脱对车牌自身质量的严重依赖，适应各种环境，识别准确率高，可用在公路收费系统，城市卡口监控系统，汽车超速布控系统等场合。
【附图说明】
图1为利用本车牌自动识别方法的车牌识别系统的示意图。
图2为本发明所述的车牌自动识别方法的流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的车牌自动识别方法作进一步的说明。
图1为利用本车牌自动识别方法的车牌识别系统的示意图。其中A’为A处的车辆检测线圈，B’为B处的车辆检测线圈。在A、B处分别安装有车牌识别装置。
图2为本发明所述的车牌自动识别方法的流程图。本流程图的具体内容已在技术方案中进行了详细的说明。此处就不再重复了。
首先以公路收费系统为例对本发明所述的车牌自动识别方法进行说明。在公路收费系统中，A处即为入口，B处即为出口，在入、出口前方的适当距离处安装车辆检测线圈，在入口处和出口处安装包括可控照明灯、镜头、图像采集模块、存储器、通信模块、运算模块的车牌识别装置，入、出口处的车辆检测线圈与相应的车牌识别装置相连接。
当车辆接近入口处时，入口处的车辆检测线圈检测到车辆信号，触发与之连接的入口处车牌识别装置。入口处车牌识别装置首先根据环境光照调整电子快门和曝光强度，在晚上自动开启可控照明灯补光照明，以保证拍摄的车辆图像清晰，便于识别。入口处车牌识别装置拍摄车辆图像，由其内置的车牌定位算法定位车牌位置，再利用基于OCR技术的车牌号码识别技术识别车牌号码。如果识别出车牌号码，就将识别出的车牌号码写入车辆的通行卡(票)中，如果没有识别出车牌号码，就保存获得的车牌图像，并将之传送到出口处的车牌识别装置中。
出口处的车辆检测线圈检测到车辆信号后，触发与之连接的出口处车牌识别装置。出口处车牌识别装置根据环境光照调整电子快门和曝光强度，在晚上自动开启可控照明灯补光照明，以保证拍摄的车辆图像清晰，便于识别。出口处车牌识别装置拍摄车辆图像，由其内置的车牌定位算法定位车牌位置，再利用基于OCR技术的车牌号码识别技术识别车牌号码。如果识别出车牌号码，将之与通行卡(票)中的车牌号码相比较，判断入、出口处是否为同一车辆，如果没有识别出车牌号码，就保存出口处车牌识别装置获得的车牌图像，利用基于模式识别技术的车牌图像匹配技术将之与入口处车牌识别装置获得的车牌图像进行匹配，判断入、出口处是否为同一车辆。
上述的车牌识别装置包括可控照明灯、镜头、图像采集模块、存储器、通信模块、运算模块等硬件设备。这些硬件设备都是现有成熟的设备，在市场上很容易获得，例如可控照明灯可以是发白光的LED，图像采集模块可以使用现有数字相机中的有关设备，存储器可以使用E2PROM，运算模块可以使用数字信号处理器，也可以使用单片机。车辆的通行卡可以是IC卡，也可以是磁卡。车牌识别过程中所使用的车牌定位、车牌字符切分、车牌字符识别、车牌图像匹配等算法都可以使用现有成熟的算法，此处就不再赘述了。
本车牌自动识别方法也可以用在城市卡口监控系统中，以实现布控，发现并拦截违章或肇事后逃逸的车辆。在城市卡口监控系统中，在城市的各主要卡口安装车牌识别装置，一旦发现有车辆违章或者肇事后逃逸，安装于此处(相当于A处)的车牌识别装置即可识别出车牌号码或记录车牌图像，传送到系统计算机处，再由系统计算机传送到各主要卡口的车牌识别装置上，当违章或者肇事车辆在卡口出现时，该卡口(相当于B处)的车牌识别装置通过识别车牌号码或者是匹配车牌图像，即可发现是否是违章或者肇事车辆，通过通知系统计算机，由系统计算机进行统一调度，即可拦截违章或肇事后逃逸的车辆。
本车牌自动识别方法还可以用在超速布控系统中。超速布控系统分为超速检测系统和车辆拦截系统两个部分，其中超速检测系统完成车速检测、车牌号码识别、车辆超速判断、超速车辆记录等工作；车辆拦截系统对通行车辆进行车牌识别，判断是否为超速车辆，以对超速车辆进行拦截。
超速检测系统包括车速检测装置和车牌识别装置(相当于A处的车牌识别装置)。由车速检测装置检测出车辆超速后，车牌识别装置识别车牌号码或记录车牌图像，传送到系统计算机处，再由系统计算机传送到车辆拦截系统中的车牌识别装置(相当于B处的车牌识别装置)中，通过识别车牌号码或者是匹配车牌图像，即可发现是否是超速车辆，再由系统计算机进行统一调度，进行拦截。
在采用上述的车牌自动识别方法时，A处车牌识别装置输出的数据包括：
(1)车牌号码数据：包括车牌号码和用于车牌号码匹配的数据，共64字节。
(2)车牌图像数据：为JPEG格式的车牌图像，平均2K字节，小于3K字节。
(3)车牌图像特征数据：为包括车牌图片主要特征的512字节数据。
其中的车牌图像特征数据由车牌图像数据转换而成。
对于城市卡口监控系统或者超速布控系统，可利用计算机网络直接进行数据传输。
对于公路收费系统，上述的车牌号码数据可以存储在车辆的通行卡(票)中，由车辆自行带到B处(出口处)，供B处(出口处)的车牌识别装置使用。
上述的车牌图像数据数量较大，如果车辆的通行卡内存较大，可以直接将图像数据存入通行卡中，供B处(出口处)的车牌识别装置使用；如果车辆的通行卡内存较小，可以采用两个方案。一个方案是将车牌图像数据通过计算机网络进行传输，但这需要A处(入口处)和B处(出口处)都能得到网络支持。另一个方案不需要网络支持，直接将车牌图片特征数据存入通行卡中。这一方案对通行卡内存要求不大，但由于利用图片特征数据进行车牌图像匹配，效果略差于直接通过图像进行的车牌图像匹配效果。
需要说明的是，本发明的特定例已经对本发明所述的车牌自动识别方法进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明所述方法的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。