基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统及使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统，包括上位机、控制器、车库门禁系统、显示屏、摄像头、车辆检测器、存储器和电源；所述上位机和控制器通信连接，所述车库门禁系统、显示屏、摄像头、存储器和车辆检测器均与控制器连接，所述电源为各个部件供电。同时公开了该系统的使用方法。本发明采用摄像头来对汽车车牌进行采集，通过将车牌图像送入上位机进行对比，从而可以智能的控制小区车库的门禁系统，反映速度快、实用性强。
【专利说明】
基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统及使用方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统及使用方法，属于门禁装置领域。
【背景技术】
[0002]随着国家人民生活水平的日益提高以及汽车工业的飞速发展，因此越来越多的私家车进入了人们的日常生活中，在给人们生活带来巨大便利的同时也带来了一系列的问题。其中随着小区户主车辆的日益增加，给小区车库日常的车辆的管理带来了一系列的问题。例如大量的外来车辆随意停入小区车库而占据小区户主所拥有的停车位，从而给小区户主停车带来了很大的困难，也增加了小区车库的管理难度。因此，设计出一套简单、实用、成本低、稳定的小区车库门禁系统将有很大的市场应用前景。
[0003]对于小区车库的门禁管理系统的实现，有很多种方法。杜云提出了一种小区智能门禁管理装置(CN 201510763019)，该方法结构包括车辆识别卡和门禁系统;所述门禁识别系统包括天线、读写控制器、电源和外部设备；所述读写控制器包括显示器、RFID卡、报警器、蜂鸣器、地感线圈、线圈检测器;所述外部设备包括通行等和电动栏杆；门禁系统包括车辆进口和车辆出口，进口和出口处均设置有一个地感线圈，地感线圈一侧设置有摄像头，另一侧设置有RFID读卡器;所述读卡器置于闸道外侧。通过软件控制门禁。该发法成本高，结构复杂，不易实现。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统及使用方法.
[0005]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:
[0006]基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统，包括上位机、控制器、车库门禁系统、显示屏、摄像头、车辆检测器、存储器和电源；
[0007]所述上位机和控制器通信连接，所述车库门禁系统、显示屏、摄像头、存储器和车辆检测器均与控制器连接，所述电源为各个部件供电。
[0008]还包括升降式挡车柱，所述升降式挡车柱与控制器连接。
[0009]所述电源为太阳能供电系统。
[0010]所述存储器为SD卡。
[0011]基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统的使用方法，包括以下步骤，
[0012]步骤I，车辆检测器检测是否有车辆，当检测到有车辆时，向控制器发出起始指令；
[0013]步骤2、控制器接收到起始指令，控制摄像头开始工作；
[0014]步骤3、摄像头采集车牌图像，并将车牌图像通过控制器发送给上位机；
[0015]步骤4，上位机根据车牌图像提取出车牌，将提取出的车牌与本地车牌库中车牌进行比对，将比对结果发送给控制器；
[0016]步骤5，控制器将对比结果发送给显示屏显示，根据对比结果向车库门禁系统发出门禁控制指令；
[0017]步骤6，车库门禁系统根据门禁控制指令进行相应的动作。
[0018]上位机提取车牌的过程为，
[0019]S1、上位机接收车牌图像，并进行显示；
[0020]S2、将车牌图像格式转化成上位机能处理的格式；
[0021 ] S3、将经过格式转化的车牌图像进行灰度化处理；
[0022 ] S4、将经过灰度化的车牌图像进行滤波处理；
[0023]S5、将经过滤波的车牌图像进行均衡化；
[0024]S6、将经过均衡化的车牌图像转化为二值图；
[0025]S7、对二值图中的车牌轮廓进行提取，获得车牌。
[0026]滤波采用滑动窗的中值滤波。
[0027]轮廓提取采用canny算子进行轮廓提取。
[0028]当不允许车辆进出时，上位机向控制器发出挡车柱控制指令，控制升降式挡车柱。
[0029]当发送上位机的车牌图像不清晰时，上位机向控制器发出摄像头调整指令，调整摄像头。
[0030]本发明所达到的有益效果:1、本发明采用摄像头来对汽车车牌进行采集，通过将车牌图像送入上位机进行对比，从而可以智能的控制小区车库的门禁系统，反映速度快、实用性强;2、本发明采用太阳能发电系统，节能环保。
【附图说明】
[0031]图1为本发明的结构框图。
[0032]图2为提取车牌的流程图。
[0033]图3为3 X 3方形滑动窗口。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0035]如图1所示，基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统，包括上位机、控制器、车库门禁系统、显示屏、摄像头、升降式挡车柱、存储器、车辆检测器和电源。
[0036]上位机和控制器通信连接，车库门禁系统、升降式挡车柱、存储器、显示屏、摄像头和车辆检测器均与控制器连接，电源为各个部件供电。
[0037]上述摄像头采用OV公司生产的0V7670摄像头，0V7670是一个CMOS的数字摄像头，其输出数据可直接被计算机或数字信号处理器所加工处理。
[0038]上述电源采用太阳能供电系统，节能环保。
[0039]上述存储器为SD卡，可以存储车辆进出的时间等信息。
[0040]上述上位机采用的是计算机。
[0041 ] 上述控制器采用ST意法半导体公司的STM32F103ZET6微处理器。
[0042]上位机和控制器之间通过蓝牙模块连接，具体的是采用HC-05蓝牙模块，HC-05蓝牙模块是一款基于蓝牙2.0标准的主从蓝牙模块，其通讯速度可达IMb/s，完全可以满足本系统的传输要求。
[0043]上述显示屏采用TFT彩屏显示屏，TFT彩屏显示屏可对RGB565彩色图片进行显示，并且支持多种图像的扫描模式。
[0044]上述车辆检测器采用红外车辆检测器，通过车辆检测器回馈的信号，控制器可以控制摄像头在无车辆时处于关闭状态。
[0045]上述小区车库智能门禁管理系统的使用方法，包括以下步骤:
[0046]步骤I，车辆检测器检测是否有车辆，当检测到有车辆时，向控制器发出起始指令。
[0047]步骤2、控制器接收到起始指令，控制摄像头开始工作。
[0048]步骤3、摄像头采集车牌图像，并将车牌图像通过控制器发送给上位机。
[0049 ]步骤4，上位机根据车牌图像提取出车牌，将提取出的车牌与本地车牌库中车牌进行比对，将比对结果发送给控制器。
[0050]步骤5，控制器将对比结果发送给显示屏显示，根据对比结果向车库门禁系统发出门禁控制指令。
[0051 ]步骤6，车库门禁系统根据门禁控制指令进行相应的动作。
[0052]如图2所示，上位机提取车牌的过程为:
[0053]S1、上位机接收车牌图像，并进行显示。
[0054]当发送上位机的车牌图像不清晰时，上位机向控制器发出摄像头调整指令，调整摄像头。比如:当发送0x05时，表示补光调节；当发送0x06指令时表示饱和度调节；当发送0x07指令时，表示亮度调节；当发送0x08时表示对比度调节。
[0055]S2、将车牌图像格式转化成上位机能处理的格式。
[0056]由于采集的车牌图像是RGB565格式的数据图像，而上位机所能处理的为RGB24格式的数据图像，因此需将RGB565格式的数据图像转化成RGB24格式的的数据图像。
[0057]S3、将经过格式转化的车牌图像进行灰度化处理。
[0058]经过灰度化的车牌图像中任意一点像素点为f(X，y)，则应满足O<f (X，y) <255，当灰度值为O时代表纯黑色，灰度值为255时代表纯白色，假设某一彩色像素点(X，y)的对应的R(红)、G(绿)、B(蓝)分量值分别为r、g、b，则转化后的的灰度值为r X 0.299+g X 0.587+bX0.114ο
[0059 ] S4、将经过灰度化的车牌图像进行滤波处理。
[0060]滤波采用滑动窗的中值滤波，具体的是3X3滑动窗的中值滤波，如图3所示，假设9个领域的像素值为{PI，P2，P3，P4，P，P5，P6，P7，P8}，其中中值为P，则待处理的像素点的值为中值P，满足公式:
[0061 ] g(x,y) =Medium{f (x,y) ,x,y eff}
[0062]其中，g(x，y)为待处理像素点，W为领域范围，Medium为求中值函数。
[0063]S5、将经过滤波的车牌图像进行均衡化。
[0064]进行均衡化主要是为了提高图像的灰度色调的变化和对比度，这需要对原始图像中像素点个数较多的灰度级进行适当的延展和对原始图像中像素点个数少的灰度级进行适当收缩。
[0065]S6、将经过均衡化的车牌图像转化为二值图。
[0066]二值图上的每一个像素点只有两种可能的取值或灰度等级，即像素灰度值只有O和I，只有黑和白两个灰度级；当图中某一像素点的灰度值大于所设定的阀值，则对应的二值图中该点值为I，否则为O。
[0067]S7、对二值图中的车牌轮廓进行提取，获得车牌。
[0068]常见的轮廓提取算子有canny算子，sobel算子，robert梯度算子、prewitt算子等等，这里采用canny算子进行轮廓提取，canny算子是基于高斯函数的一阶导数算子，是对点位之乘积与信噪比的最优化逼近算子。
[0069]当出现特殊情况，如:门前修整等，不允许车辆进出时，上位机向控制器发出挡车柱控制指令，控制升降式挡车柱升起。
[0070]上述系统采用摄像头来对汽车车牌进行采集，通过将车牌图像送入上位机进行对比，从而可以智能的控制小区车库的门禁系统，反映速度快、实用性强。
[0071]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统，其特征在于:包括上位机、控制器、车库门禁系统、显示屏、摄像头、车辆检测器、存储器和电源； 所述上位机和控制器通信连接，所述车库门禁系统、显示屏、摄像头、存储器和车辆检测器均与控制器连接，所述电源为各个部件供电。2.根据权利要求1所述的基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统，其特征在于:还包括升降式挡车柱，所述升降式挡车柱与控制器连接。3.根据权利要求1所述的基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统，其特征在于:所述电源为太阳能供电系统。4.根据权利要求1所述的基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统，其特征在于:所述存储器为SD卡。5.基于权利要求2所述的基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统的使用方法，其特征在于:包括以下步骤， 步骤I，车辆检测器检测是否有车辆，当检测到有车辆时，向控制器发出起始指令； 步骤2、控制器接收到起始指令，控制摄像头开始工作； 步骤3、摄像头采集车牌图像，并将车牌图像通过控制器发送给上位机； 步骤4，上位机根据车牌图像提取出车牌，将提取出的车牌与本地车牌库中车牌进行比对，将比对结果发送给控制器； 步骤5，控制器将对比结果发送给显示屏显示，根据对比结果向车库门禁系统发出门禁控制指令； 步骤6，车库门禁系统根据门禁控制指令进行相应的动作。6.根据权利要求5所述的基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统的使用方法，其特征在于:上位机提取车牌的过程为， 51、上位机接收车牌图像，并进行显示； 52、将车牌图像格式转化成上位机能处理的格式； 53、将经过格式转化的车牌图像进行灰度化处理； 54、将经过灰度化的车牌图像进行滤波处理； 55、将经过滤波的车牌图像进行均衡化； 56、将经过均衡化的车牌图像转化为二值图； 57、对二值图中的车牌轮廓进行提取，获得车牌。7.根据权利要求6所述的基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统的使用方法，其特征在于:滤波采用滑动窗的中值滤波。8.根据权利要求6所述的一种基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统，其特征在于:轮廓提取采用canny算子进行轮廓提取。9.根据权利要求5所述的基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统的使用方法，其特征在于:当不允许车辆进出时，上位机向控制器发出挡车柱控制指令，控制升降式挡车柱。10.根据权利要求5所述的基于车牌检测的小区车库智能门禁管理系统的使用方法，其特征在于:当发送上位机的车牌图像不清晰时，上位机向控制器发出摄像头调整指令，调整摄像头。
【文档编号】G07C9/00GK106056730SQ201610647165
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月9日 公开号201610647165.7, CN 106056730 A, CN 106056730A, CN 201610647165, CN-A-106056730, CN106056730 A, CN106056730A, CN201610647165, CN201610647165.7
【发明人】行鸿彦, 刘刚
【申请人】南京信息工程大学