一种基于ETC计费的智能停车场管理方法及系统与流程

本发明属于停车计费管理，具体涉及一种基于etc计费的智能停车场管理方法及系统。

背景技术：

1、etc设备在高速的出入口处，以其不停车收费的便捷特点，得到了广泛的应用；其中，etc设备包括obu和rsu，obu中存有车辆的识别信息（如车牌），一般安装于车辆前面的挡风玻璃上，rsu安装于收费站旁边，环路感应器则安装于车道地面下，二者结合共同实现车辆扣费。

2、目前，etc设备在停车场也有一定的应用，其虽然实现了不停车收费的功能，但是，etc停车收费存在车辆冒用（即套牌）的问题，如车辆a的obu设置在车辆c上，而车辆a对应的用户开通了etc扣费功能，那么，车辆c在经过停车场的etc设备时，etc设备获取的是车辆a的信息，如此，在车辆c离场时，停车系统则会直接从车辆a的etc设备所绑定的账户中扣除停车费用，从而给车辆a的用户带来经济损失，不利于停车场的管理；基于此，如何提供一种可防止车牌冒用的etc计费的智能停车场管理方法，已成为一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于etc计费的智能停车场管理方法及系统，用以解决现有技术中的etc停车计费存在车牌冒用所导致的会给真实车主带来经济损失的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，提供了一种基于etc计费的智能停车场管理方法，包括：

4、当目标车辆进入停车场的etc停车系统的识别范围内时，获取所述目标车辆的电子车牌信息以及车牌图像；

5、对所述车牌图像进行特征提取处理，以得到所述车牌图像中每个像素点的色彩特征向量；

6、根据各个像素点的色彩特征向量，对所述车牌图像进行车牌区域检测处理，以从所述车牌图像中，提取出至少一个候选车牌区域；

7、对于所述至少一个候选车牌区域中的各个候选车牌区域，获取各个候选车牌区域中每个像素点的颜色特征值，并基于各个候选车牌区域中每个像素点的颜色特征值，对各个候选车牌区域进行边缘检测处理，以在边缘检测处理后，得到各个候选车牌区域对应的边缘检测图像；

8、从各个候选车牌区域的边缘检测图像中，确定出所述目标车辆的真实车牌区域，并对所述真实车牌区域进行图像识别，以得到所述目标车辆的车牌识别信息；

9、若所述电子车牌信息与所述车牌识别信息不一致，则获取第一入场车牌库，其中，所述第一入场车牌库中的各个第一入场车牌为在进入停车场时，电子车牌信息与车牌识别信息不一致的各个入场车辆的车牌识别信息；

10、判断第一入场车牌库中是否存在有与目标车辆的车牌识别信息相匹配的第一入场车牌；

11、若是，则生成停车付费码，并在停车场出口闸机处进行可视化展示；

12、若所述电子车牌信息与所述车牌识别信息一致，则获取第二入场车牌库，其中，所述第二入场车牌库中的各个第二入场车牌为在进入停车场时，电子车牌信息与车牌识别信息一致的各个入场车辆的电子车牌信息；

13、判断第二入场车牌库中是否存在有与目标车辆的电子车牌信息相匹配的第二入场车牌；

14、若是，则基于所述目标车辆的电子车牌信息，以及与所述电子车牌信息相匹配的第二入场车牌，计算出停车费用，并从所述目标车辆的etc设备相绑定的账户中扣除所述停车费用。

15、基于上述公开的内容，本发明在目标车辆经过停车场的etc停车系统的识别范围内时，会分别获取目标车辆的电子车牌信息（即车辆上的obu设备所记载的车牌信息）以及车牌图像（即现场拍摄的车牌图像），然后，会从车牌图像中提取出至少一个候选车牌区域，并通过边缘检测方法，从至少一个候选车牌区域中确定出目标车辆的真实车牌区域；而后，再对真实车牌区域进行图像识别，从而来得到目标车辆的现场车牌识别信息；如此，本发明则可根据系统读取的电子车牌信息和现场识别的车牌信息，来进行停车计费管理。

16、具体的，本发明先判断目标车辆的电子车牌信息和车牌识别信息是否一致；若一致，则说明不存在车牌冒用的问题，此时，则需要获取第二入场车牌库（该车牌库中存储的是在进入停车场时，电子车牌信息与车牌识别信息一致的各个入场车辆的电子车牌信息），然后，判断第二入场车牌库中是否存在有与目标车辆电子车牌信息相匹配的第二入场车牌；若是，则说明其是离场车辆，此时，则根据匹配出的第二入场车牌的记录时间和该电子车牌信息的读取时间，来计算停车费用，并从目标车辆的etc设备所绑定的用户中进行费用的扣除。

17、同理，若目标车辆的电子车牌信息和车牌识别信息不一致，则说明目标车辆存在冒用车牌的问题，此时，则需要将现场识别的车牌作为真实车牌，并获取第一入场车牌库（该车牌库中存储的是在进入停车场时，电子车牌信息与车牌识别信息不一致的各个入场车辆的车牌识别信息，如此，相当于记载了冒用车辆进入停车场的真实车牌信息）；然后，判断第一入场车牌库中是否存在有与目标车辆的车牌识别信息相匹配的第一入场车牌；若是，则说明其为离场车辆， 此时，则需要生成停车付费码，从而使该目标车辆的用户手动扫码支付停车费用后，才能离场。

18、通过上述设计，本发明结合图像识别方法和etc的电子车牌识别方法来共同识别同一辆车的车牌号，然后，通过判断二者是否相同，来得出车辆是否为套牌车,并基于判断结果，使用不同的停车场计费支付方法来完成车辆的停车管理；其中，电子车牌与图像识别出的车牌一致时，则利用etc设备进行扣费，而若电子车牌与图像识别出的车牌不一致时，则采用图像识别出的真实车牌来计算停车费用，并生成停车付费码，以便使冒用者手动支付停车费用；由此，本发明避免了传统技术因车牌冒用所导致的会给真实车主带来经济损失的问题，提高了etc停车计费的可靠性，适用于在etc停车计费领域的大规模应用与推广。

19、在一个可能的设计中，对所述车牌图像进行特征提取处理，以得到所述车牌图像中每个像素点的色彩特征向量，包括：

20、对于所述车牌图像中的任一像素点，获取所述任一像素点的红色分量、蓝色分量和绿色分量，并采用如下公式（1）和公式（2），计算出该任一像素点的第一色彩分量和第二色彩分量；

21、（1）

22、（2）

23、上述公式（1）中，表示所述任一像素点的第一色彩分量，依次表示所述任一像素点的红色分量、蓝色分量和绿色分量；

24、上述公式（2）中，表示所述任一像素点的第二色彩分量，表示所述任一像素点的饱和度，表示所述任一像素点的亮度，所述任一像素点的饱和度和亮度是基于该任一像素点的红色分量、蓝色分量和绿色分量计算得到的，表示饱和度分量权重，表示亮度分量权重；

25、其中，（3）

26、（4）

27、公式（3）中，表示饱和度阈值，上述公式（4）中，均表示亮度阈值；

28、基于所述任一像素点的第一色彩分量和第二色彩分量，并采用如下公式（5），构建出所述任一像素点的色彩特征向量；

29、（5）

30、上述公式（5）中，表示所述任一像素点的色彩特征向量，表示转置运算。

31、在一个可能的设计中，根据各个像素点的色彩特征向量，对所述车牌图像进行车牌区域检测处理，以从所述车牌图像中，提取出至少一个候选车牌区域，包括：

32、基于各个像素点的色彩特征向量，计算出各个像素点的第一概率值和第二概率值，其中，任一像素点的第一概率值为该任一像素点对应的颜色属于车牌颜色的概率，所述第二概率值为所述任一像素点对应的颜色属于噪声颜色的概率；

33、根据所述车牌图像中各个像素点的第一概率值和第二概率值，对所述车牌图像进行二值化处理，以得到二值化图像；

34、对所述二值化图像进行形态学运算，以在形态学运算后，提取出二值化图像中的至少一个连通域，以将提取出的至少一个连通域，作为所述至少一个候选车牌区域。

35、在一个可能的设计中，基于各个像素点的色彩特征向量，计算出各个像素点的第一概率值，包括：

36、对于任一像素点，按照如下公式（6），计算出所述任一像素点的第一概率值；

37、（6）

38、上述公式（6）中，表示所述任一像素点的第一概率值，表示所述任一像素点的色彩特征向量，表示所述车牌图像的颜色高斯分布的均值向量，表示所述颜色高斯分布的第一协方差，表示所述颜色高斯分布的第二协方差，表示转置运算；

39、相应的，根据所述车牌图像中各个像素点的第一概率值和第二概率值，对所述车牌图像进行二值化处理，以得到二值化图像，则包括：

40、计算出所述车牌图像中各个像素点的第一概率值与第二概率值之间的比值；

41、根据各个像素点的第一概率值与第二概率值之间的比值，对各个像素点进行像素重置处理，以在像素重置后，得到所述二值化图像，其中，若任一像素点的第一概率值与第二概率值之间的比值大于或等于预设阈值，则将所述任一像素点的像素值置1，若任一像素点的第一概率值与第二概率值之间的比值小于预设阈值，则将所述任一像素点的像素值置0。

42、在一个可能的设计中，获取各个候选车牌区域中每个像素点的颜色特征值，包括：

43、对于任一候选车牌区域中的第i个像素点，获取所述第i个像素点在所述车牌图像中的rbg值，并基于所述第i个像素点的rgb值，计算出所述第i个像素点的颜色特征值；

44、将i自加1，并重新获取所述第i个像素点在所述车牌图像中的rbg值，直至i等于m时，得到所述任一候选车牌区域中各个像素点的颜色特征值，其中，i的初始值为1，且m为所述任一候选车牌区域中的像素点总数；

45、相应的，基于各个候选车牌区域中每个像素点的颜色特征值，对各个候选车牌区域进行边缘检测处理，则包括：

46、对于所述任一候选车牌区域，基于所述任一候选车牌区域中各个像素点的颜色特征值，构建出所述任一候选车牌区域中各个像素点的边缘特征向量；

47、基于所述任一候选车牌区域中各个像素点的边缘特征向量，对所述任一候选车牌区域进行边缘检测处理，以在边缘检测处理后，得到所述任一候选车牌区域对应的边缘检测图像。

48、在一个可能的设计中，所述第i个像素点的颜色特征值包括红色特征值、蓝色特征值和绿色特征值；

49、其中，基于所述任一候选车牌区域中各个像素点的颜色特征值，构建出所述任一候选车牌区域中各个像素点的边缘特征向量，包括：

50、对于所述任一候选车牌区域中的第i个像素点，获取所述第i个像素点的四邻域像素点；

51、计算出所述第i个像素点的红色特征值，与每个四邻域像素点的红色特征值之间的差值，所述第i个像素点的蓝色特征值，与每个四邻域像素点的蓝色特征值之间的差值，以及所述第i个像素点的绿色特征值，与每个四邻域像素点绿色特征值之间的差值；

52、基于所述第i个像素点的蓝色特征值，与每个四邻域像素点的蓝色特征值之间的差值，构建出所述第i个像素点的第一边缘特征值；

53、从所述第i个像素点的蓝色特征值，与每个四邻域像素点的蓝色特征值之间的差值中，筛选出最大的差值对应的四邻域像素点，以作为目标像素点；

54、计算出所述第i个像素点的蓝色特征值、红色特征值和绿色特征值，与所述目标像素点的蓝色特征值、红色特征值和绿色特征值之间的差值，并从计算出的差值中，筛选出最小的差值；

55、基于目标差值和所述最小的差值，计算出所述第i个像素点的第二边缘特征值，其中， 所述目标差值为所述第i个像素点的蓝色特征值，与所述目标像素点的蓝色特征值之间的差值；

56、依据所述第i个像素点的蓝色特征值、红色特征值和绿色特征值，与所述目标像素点的蓝色特征值、红色特征值和绿色特征值之间的差值，计算出所述第i个像素点的第三边缘特征值；

57、利用所述第一边缘特征值、所述第二边缘特征值和所述第三边缘特征值，构建出所述第i个像素点的边缘特征向量。

58、在一个可能的设计中，基于所述任一候选车牌区域中各个像素点的边缘特征向量，对所述任一候选车牌区域进行边缘检测处理，以在边缘检测处理后，得到所述任一候选车牌区域对应的边缘检测图像，包括：

59、根据所述任一候选车牌区域中各个像素点的边缘特征向量，并按照如下公式（7），对所述任一候选车牌区域中的各个像素点进行边缘检测处理，以在边缘检测处理后，得到所述任一候选车牌区域中各个像素点的二值化值；

60、（7）

61、上述公式（7）中，表示所述任一候选车牌区域中第i个像素点的二值化值，表示所述任一候选车牌区域中第i个像素点的边缘特征向量，，依次表示所述第i个像素点的第一边缘特征值、第二边缘特征值和第三边缘特征值，其中，表示边缘检测权重行向量，表示二值化阈值，表示转置运算，且；

62、基于所述任一候选车牌区域中各个像素点的二值化值，确定出所述任一候选车牌区域对应的边缘检测图像。

63、在一个可能的设计中，基于所述第i个像素点的蓝色特征值，与每个四邻域像素点的蓝色特征值之间的差值，构建出所述第i个像素点的第一边缘特征值，包括：

64、从所述第i个像素点的蓝色特征值，与每个四邻域像素点的蓝色特征值之间的差值中，筛选出最大的差值和最小的差值，以分别作为第一差值和第二差值；

65、计算出第一差值的绝对值，与第二差值的绝对值之间的差值，以得到所述第一边缘特征值；

66、相应的，基于目标差值和所述最小的差值，计算出所述第i个像素点的第二边缘特征值，则包括：

67、判断所述目标差值与所述最小的差值是否相等；

68、若是，则将所述目标差值作为所述第二边缘特征值，否则，则将所述第二边缘特征值取值为0。

69、在一个可能的设计中，判断第一入场车牌库中是否存在有与目标车辆的车牌识别信息相匹配的第一入场车牌，包括：

70、若否，则将所述目标车辆作为新入场车辆， 并获取所述车牌图像的拍摄时间；

71、将所述车牌图像的拍摄图像作为所述目标车辆的入场时间，并将所述目标车辆的车牌识别信息与入场时间存储至所述第一入场车牌库中。

72、第二方面，提供了一种基于etc计费的智能停车场管理系统，包括：

73、车牌信息获取单元，用于当目标车辆进入停车场的etc停车系统的识别范围内时，获取所述目标车辆的电子车牌信息以及车牌图像；

74、特征提取单元，用于对所述车牌图像进行特征提取处理，以得到所述车牌图像中每个像素点的色彩特征向量；

75、车牌提取单元，用于根据各个像素点的色彩特征向量，对所述车牌图像进行车牌区域检测处理，以从所述车牌图像中，提取出至少一个候选车牌区域；

76、车牌提取单元，还用于对于所述至少一个候选车牌区域中的各个候选车牌区域，获取各个候选车牌区域中每个像素点的颜色特征值，并基于各个候选车牌区域中每个像素点的颜色特征值，对各个候选车牌区域进行边缘检测处理，以在边缘检测处理后，得到各个候选车牌区域对应的边缘检测图像；

77、车牌识别单元，用于从各个候选车牌区域的边缘检测图像中，确定出所述目标车辆的真实车牌区域，并对所述真实车牌区域进行图像识别，以得到所述目标车辆的车牌识别信息；

78、停车管理单元，用于在所述电子车牌信息与所述车牌识别信息不一致是，获取第一入场车牌库，其中，所述第一入场车牌库中的各个第一入场车牌为在进入停车场时，电子车牌信息与车牌识别信息不一致的各个入场车辆的车牌识别信息；

79、停车管理单元，用于判断第一入场车牌库中是否存在有与目标车辆的车牌识别信息相匹配的第一入场车牌；

80、若是，停车管理单元，则用于生成停车付费码，并在停车场出口闸机处进行可视化展示；

81、停车管理单元，用于在所述电子车牌信息与所述车牌识别信息一致时，获取第二入场车牌库，其中，所述第二入场车牌库中的各个第二入场车牌为在进入停车场时，电子车牌信息与车牌识别信息一致的各个入场车辆的电子车牌信息；

82、停车管理单元，用于判断第二入场车牌库中是否存在有与目标车辆的电子车牌信息相匹配的第二入场车牌；

83、若是，停车管理单元，还用于基于所述目标车辆的电子车牌信息，以及与所述电子车牌信息相匹配的第二入场车牌，计算出停车费用，并从所述目标车辆的etc设备相绑定的账户中扣除所述停车费用。

84、第三方面，提供了一种基于etc计费的智能停车场管理装置，以装置为电子设备为例，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述基于etc计费的智能停车场管理方法。

85、第四方面，提供了一种存储介质，存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述基于etc计费的智能停车场管理方法。

86、第五方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当指令在计算机上运行时，使计算机执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述基于etc计费的智能停车场管理方法。

87、有益效果：

88、（1）本发明结合图像识别方法和etc的电子车牌识别方法来共同识别同一辆车的车牌号，然后，通过判断二者是否相同，来得出车辆是否为套牌车,并基于判断结果，使用不同的停车场计费支付方法来完成车辆的停车管理；其中，电子车牌与图像识别出的车牌一致时，则利用etc设备进行扣费，而若电子车牌与图像识别出的车牌不一致时，则采用图像识别出的真实车牌来计算停车费用，并生成停车付费码，以便使冒用者手动支付停车费用；由此，本发明避免了传统技术因车牌冒用所导致的会给真实车主带来经济损失的问题，提高了etc停车计费的可靠性，适用于在etc停车计费领域的大规模应用与推广。