海关卡口智能化监控系统设计方案.doc

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1、海关卡口智能化监控系统设计方案第一章 概述1.1.1系统设计依据依据国务院关于中华人民国海关对出口加工区监管的暂行办法的批复（国函200038号）、中华人民国海关对出口加工区监管暂行办法、海关总署关于印发出口加工区隔离设施及有关海关监管设施标准的通知（署税2000311号）、海关总署关于印发关于对出口加工区卡口设置专用通智能道的要求的通知（署税2000680号）等文件，我公司对电子卡口系统进行了项目总体规划和设计。依照有关法律、法规和实施细则，对进、出中心的货物及中心相关场所实行严格监管。为提高海关及地方政府管理部门的监管和办公效率，最大限度的提高监管效果，提升企业通关效率、改善企业贸易环境，

2、达到对进出中心货物既有效监管，又方便通关的目的，中心需要建设智能卡口系统。1.1.2系统建设目标随着中国入世和世界经济一体化进程的加快，现代物流产业的发展已经成为全球产业结构调整的一大趋势，现代物流发展的水平越来越成为体现一个国家和地中心综合竞争力的重要标志。新的形势下海关总署适时提出了“依法行政，为国把关、服务经济、促进发展”的工作指导方针，并且大量利用高新技术来提高工作质量和工作效率。智能卡口系统这一高新技术产品，作为海关物流监控的重要手段之一，发挥着在进出口集装箱物流监控的重要作用。系统进行车辆、集装箱、电子地磅等现场数据的采集工作，结合舱单信息、H2000通关信息和物流监控系统等环节的

3、信息，对进出口集装箱现场称重、查验放行。达到在不影响通关效率、不增加企业负担、不增加海关工作量的前提下，提高了海关的查验率和客观公正性。同时，大量准确的现场物流数据，也是进行数据分析、风险布控的数据来源。通过分析，可以有目的地、有针对性地在卡口进行查验、拦截已经布控的集装箱，提高了查验的准确性。本系统是为海关监管的集装箱货车通道的管理自动化而设计的，主要用于对通过卡口通道的运载集装箱的货车自动进行重量采集、集装箱的拍摄和识别、电子车牌等数据采集，并将所有记录的数据和相关图像存入本机，然后，将采集到的数据发给海关物流平台进行比对，系统根据返回的比对结果确认是否放行，从而实现卡口通道的无人监管，保

4、证了数据的客观性和监管的力度。1.1.3设计原则1、先进性原则应用系统的设计思想、系统的编程语言、使用的操作系统、系统的安全手段、系统数据的措施必须具有先进性，并符合人性化、智能化。2、快捷与便捷性相结合原则对管理机关来说，审批手段、审批程序具有方便、快捷的特点，尽量减少审批程序，增加审批的透明度，提供办公流程的跟踪系统，让企业明知办事过程与进度。对企业来说，大部分业务的办理采用无纸申报手段，避免不必要的人工处理。增强政府的服务意识，避免廉正风险，提高办事效率。3、系统设计的长远性原则系统设计整体性、长远性相结合。系统的设计必须遵循一体化的设计原则，达到具有充分扩充性的目的，不能够就目前的情况

5、设计而设计，要按照智能的发展，智能的再扩容发展而设计，留有充分的发展空间。4、系统设计的增值性原则不论海关也好，还是其他管理部门也好（包括商检、管委会等），作为一个整体，不分彼此，不分你我。物流中心的信息规划和信息技术将大大提升中心物流项目的先进性、可靠性、高效性与可持续发展性。通过系统的设计、应用，使得智能的管理机关及相关部门的服务水平升值，通过真正优良的软环境，使得智能的地价升值，使得智能的信誉升值等。总之，使得智能的企业真正感觉到智能的贸易环境的无比优越性。1.1.4系统简要说明智能卡口系统建设在智能的出入境卡口现场。通过在出入口通道处安装探头，当载有集装箱的货车通过地磅通道时，位置探头

6、向计算机发出信号，启动集装箱拍摄系统、电子车牌数据采集系统，地磅数据采集系统，采集集装箱图像、电子车牌、车牌数据、GPS数据、集装箱重量等数据。为海关物流平台提供可靠、客观的数据来源。集装箱拍摄系统采用多路摄像系统，整个摄像共由四个摄像机来协同完成。其中有两个摄像机安装在地磅通道入口处两侧，拍摄两侧的集装箱图像，两个摄像机安装在通道正中的前后方上，负责拍摄集装箱前侧和后侧的图象，拍摄图像时不要求停车。拍摄到的图像传入计算机后，由识别系统自动从图像中分离出集装箱，再进行字符识别后，识别出中的英文字母和数字，并将识别出的字母和数字组成集装箱。车牌由一个安放在通道旁边的电子车牌天线和电子车牌读写器采

7、集，整个数据采集过程不要求停车。当车辆通过卡口集装箱通道时，计算机系统启动电子车牌读写器进行工作，当天线接受到电子车牌的信息时，将电子车牌中的数据读取出来，并上传到计算机系统中。车重的采集通过动态称重仪来得到。车辆通过地磅时，车辆的重量由压感电路采集，由压感电路产生的模拟信号被转变成数字信号，通过标准计算机通讯接口上传到计算机中。识别出的集装箱、采集到的集装箱重量和电子车牌存入本地数据库，这些数据连同相关的车牌、集装箱图象通过网络提供给海关物流平台的业务逻辑比对系统，进行验放处理。最后，根据物流平台系统提供的放行信息，控制红绿灯和交通指示牌及挡杆决定指示车辆前进的方向。1.1.5系统特点智能卡

8、口系统可以自动地完成对集装箱货车进出卡口的监测和管理工作。系统实现了监管作业的自动化，无需人员干预，即可自动完成对车辆号牌、集装箱号的识别、车重数据的采集，从而达到节省人力、客观公正、全面监控的目的，并能够最大限度地发挥电子地磅的功能、与电子舱单等其它子系统进行业务协同。该系统的技术特点总结如下：箱号识别系统l 全天候工作采用主动光源技术，无论外界光照如何，本系统都能补充一定数量的光照强度，确保图像质量不受外界环境变化的影响。能够适应白天、晚上任何光线条件，无论是晴天、阴天、雨天、雾天、直射、黑夜、光照不足、车灯干扰等情况，都能采集到稳定、高质量的图像。l 适用性系统适用性强。本系统能够识别G

9、B/T 1836-1997标准的集装箱，可以处理任何的印刷方式，包括一行、两行、三行、四行、一列、两列等；可以处理各种20英尺箱、40英尺箱、标准箱、冷藏箱、超高箱、超长箱、框架箱等。箱子在车上可以任意摆放，箱门可以在前，也可以在后。车辆限速15公里/小时。此外，对运输车辆没有任何要求。可以一车一箱，也可以一车两箱。系统能自动识别出车辆装载的集装箱个数，并识别出各自的集装箱。对一车一箱时车辆承载20英尺箱时，箱子可以摆放在车辆任何位置，系统都能正确地拍摄到集装箱图像并进行识别。识别系统可靠，一车双箱时将保证不会丢失集装箱。l 多路图像拍摄每个集装箱都有一个符合GB/T 1836-1997(IS

10、O6346)标准的集装箱，分别印刷在箱子的前后左右上下6处。由于集装箱在6个侧面都印刷有本箱的同一，因此本系统采用多路图像拍摄，可以保证系统的可靠性和可用性。即使在集装箱某些侧面污损、字符剥落、字迹不清等情况下，通过四面图像的互补也能保证正确地识别出集装箱的。图像清晰可靠。采用数码成像技术，前端采集到的是数字图像，可以保证在传输过程中无任何损耗。图像中集装箱字符大小适中，笔划清晰，为字符切分和识别提供了良好的数据源。l 集装箱识别率在系统正常运行情况下，由于采用了主动光源技术和数字图像拍摄。可以保证图像的质量是稳定可靠的。因此，可以保证在任何条件下，都能达到稳定的识别率。系统整体识别率超过95

11、%（连续识别10000箱）。即按照集装箱个数计算，由于识别问题造成的人工干预，100个集装箱中不超过5个。对系统无法识别的集装箱，可以通过人工干预的方式，对照拍摄到的图片，输入相应集装箱。这样可以达到识别所有的集装箱的目的。l 系统识别速度系统在使用时，如果需要在卡口处实时拦截车辆时，即车辆需要停留在卡口处等待处理结果，则处理每辆车最多需要耗时10秒，即车辆在卡口最多停留10秒就可以离开。若不需要车辆在卡口处停留，则下一车辆可以马上进入通道。系统将并行识别处理上一辆车的图片和采集当前车辆的图片。电子车牌自动识别系统l 环境适应性强，可全天候工作系统可靠、稳定，不受诸如灰尘、油污、振动、冰雪雨雾

12、、篷布等遮挡物的影响，可在潮湿、振动、粉尘等恶劣环境条件下工作，抗电磁干扰能力强，可全天候工作。l 系统识别精度识别精度大于等于99.99%,。l 系统读写距离非接触识读距离可达8m，最远超过10m；采用广谱跳频工作模式，具备超强的抗干扰能力；外场采集到的射频识别数据通过ITRF91501可直接传送到卡口前端计算机中；牢靠的工业级设计，环境适应性强。l 系统电子车牌读写时间从单个标签上识读8Byte平均时间小于12 ms，从单个标签上写入1Byte 耗时小于25 ms识别卡无源使用，具有不可更改唯一代码，一次性安装、防伪、防拆卸。128Byte存可进行读、写、擦除再写操作，还开辟有可永久专用字

13、中心，用户可自定义读写标准，使专有应用系统效率更加快捷；无源卡设计，无需电池，存可反复擦写100，000次以上，有效使用寿命达十年，免维护，性价比更高。可同时读写多个标签（多达50个/秒），而不受工作中心标签数量的限制和影响超宽工作频段设计，既符合相关行业规定，又能进入进行灵活的开发应用。l 突破以下关键技术 车载单元防拆动技术 车载终端与车辆唯一对应技术 两阶段生命过程卡管系统系统总体性能l 整个系统可靠、安全软件系统采用多级监控，防止意外情况导致的系统死机。软件系统具有故障诊断、故障自恢复功能。软件系统还记录了系统运行的日志，定时将日志发送到服务器或保留在本地。当计算机无法自动恢复故障时，

14、通过分析日志可以进行人工故障检测，实现远程维护或辅助维护人员进行现场维护。软件系统具有自动升级功能。能够自动检测服务器上是否存在更新版本的软件，自动下载软件并安装运行。这样，可以在全关中心实现远程自动维护。系统硬件设备防水、防潮。正常工作温度为-2060。网络数据安全可靠。采用自定义协议传输数据，在网络或服务器发生故障时，系统能将采集到的集装箱数据保存在本地，等网络恢复后，再传送到服务器端。如此避免了因为网络或服务器故障而丢失数据。l 软件系统根据的海关监管业务特点量身订制系统可实现与海关物流平台业务系统联网，通过海关运输企业，运输工具及驾驶人员管理系统数据库可自动识别运输企业、车辆、承运人合

15、法身份，既方便企业、又大幅减轻现场关员调阅单证、签字、盖章等各项业务环节的工作负荷。l 兼容性强，可以支持不同种类的系统平台和不同的程序语言。l 具备完备的加密与安全机制。第二章 总体介绍2.1系统划分智能化卡口系统，根据功能性拆分，可以分为以几个子系统：l 集装箱箱号自动识别系统（与海关总署采购设备一致）l 电子车牌自动识别系统（与海关总署采购设备一致）l 电子闸门档杆系统（与海关总署采购设备一致）l 电子关封系统（接口预留）l IC卡系统（与海关总署采购设备一致）l 电子地磅采重系统（与海关总署采购设备一致）l GPS系统（接口预留）根据智能的功能要求，出口加工区设置进出境货物卡口，进出境

16、货物卡口建双向四车道，设有集卡车道、专用车道、客车道、在出区旁设行政通道进出1条。具体部署如下：进出境货物卡口设进出通道共4条：用来管理进出物流中心出口加工区的货车，安装集装箱箱号自动识别系统、电子车牌自动识别系统、电子闸门档杆系统、可视对讲系统，电子地磅采重系统、GPS系统（接口预留）、电子关封系统（接口预留）。专用车道设进出通道共2条：用来管理出口加工区监管的专有车辆，安装电子车牌自动识别系统、电子闸门档杆系统、GPS系统（接口预留）、可视对讲系统、IC卡管理系统、电子关封系统（接口预留）。2.2整体设计2.3业务要求2.3.1 进出智能的集装箱，按直通或转关运输方式办理有关手续。所有从集

17、装箱车道进出物流区的运输车辆（包括空车）应事先向物流区主管海关登记、备案，进出区时向海关填报核放单，经海关确认后凭核放单进出物流区。企业向通关部门办理货物入区申报手续后（空车不必办理），由通关部门出具核放单，企业或承运人凭核放单到闸口办理进区放行手续：入区车辆进入闸口候车区；绿色信号灯亮时，车辆进入通道；显示屏显示“请直行”或“请到查验场地”，打开电子闸门，放行车辆；车辆进入电子地磅，由电子地磅系统对车辆重量进行逻辑检测；对须查验的车辆进入查验场接受海关查验，查验完毕后由海关人员对车辆、车架、货柜进行登记、放行，计算机自动对相关电子底帐进行数据核注。不须查验的车辆，闸口自动对车辆、车架、货柜进

18、行登记、放行，计算机自动对相关电子底帐进行数据核注。放行后，对一车一单或一车多单的，计算机自动向进境口岸发送货物入电子回执；对一单多车的，在最后一批货物入区后，计算机自动向进境口岸发送货物入区电子回执。企业向通关部门办妥货物出区申报手续后（空车不必办理），车辆进入电子地磅，由电子地磅系统对车辆重量进行逻辑检测；查验部门对不须查验的货柜施封，对须查验的货柜查验完毕后对允许的货柜施封（空车不必施封），填写封志号，出具核放单，企业凭核放单到闸口办理出区放行手续；出区车辆进入闸口候车区；绿色信号灯亮时，车辆进入通道；企业递交核放单，单证识别系统自动识别核放单，并读取有关数据进行逻辑检测；显示屏显示“请

19、直行”或“请到查验场地”；对须查验的车辆进入查验场接受海关查验，查验完毕后由海关人员对车辆、车架、货柜进行核销、放行，计算机自动对相关电子底帐进行数据核注。不须查验的车辆，闸口放行后自动对车辆、车架、货柜进行核销、放行，计算机自动对相关电子底帐进行数据核注。放行后，对一车一单或一车多单的，计算机自动向出境口岸发送货物出区备案清单；对一单多车的，在最后一批货物出区后，计算机自动向出境口岸发送货物出区备案清单。散货管理车道的业务流程与集装箱车道相同，进出智能的散货车道的运输工具，必须是在海关备案后的箱式货柜车。2.4详细设计整个界面由以下几个功能中心组成：l 识别结果：显示包括当前正在识别的车辆、

20、当前车辆的上一辆车的集装箱、车牌号，以及车重。l 系统消息：显示当前来自地磅的重量、当前探头的状态、当前图象识别信息、设备的连接状态，以及系统中其他消息的打印。l 照片：显示当前车辆已经和正在处理的集装箱图片，上一辆车拍摄到的所有图片，屏幕上同时可以显示其中两幅图，通过功能键来滚动翻看其他图象。系统状态图：可以实时显示当前车辆通过时每一时刻所处的状态，包括相机的动作、探头的状态和车辆的位置，以及最后比对结果后车辆放行情况。1. 集装箱自动识别系统集装箱自动识别分为图像拍摄、识别两大部分。其中拍摄部分采用多路摄像系统，整个拍摄共由四个数码摄相机来协同完成。其中两个摄相机安装在集装箱卡口入口处两侧

21、，用于拍摄集装箱两侧的图像，另外两个摄相机安装在卡口通道正上方的立杆上，负责拍摄集装箱前侧和后侧的图像，拍摄图像时不要求停车。集装箱的识别，是利用智能图像处理技术将字符从复杂的背景中剥离出来，再利用神经网络识别技术对字符进行识别，最终得到集装箱。此外，由于集装箱箱体的各个侧面都标有该箱的箱号，这一特性可以用来提高系统的识别率，除了要单独识别每一个图像中的集装箱外，还有将得到的多个识别结果进行相互校验，从而得出正确的集装箱。电子车牌采集子系统电子车牌的采集，主要是依靠无线射频技术的应用。当车辆通过卡口通道时，由时序控制子系统发来车辆到来的消息。这时，计算机控制电子车牌读写器开始读取。读取时，由电

22、子车牌天线发出无线射频信号，该信号由电子车牌接收后，获得能量，从而将车牌中存储的信息读取出来，采集到了车牌号和车辆自重等数据。地磅称重子系统汽车的重量由动态称重仪来获得。为了在本系统中使用，需要计算机与这类设备进行通讯，从设备中获得重量的数据。本系统考虑到设备的易用性和稳定性，采用RS-232串行通讯口与地磅进行数据通讯。地磅每秒通过串口实时发送5次重量数据，计算机每隔一秒采集一次由地磅发送的重量数据，可以保证重量数据的可靠和实时。海关物流平台系统在智能卡口系统获取了通行车辆的集装箱号、车牌和车重之后，需要通过与海关物流平台进行实时比对，及时查验通行车辆承载的货物重量和申报的重量是否一致，以检

23、查其中存在的问题。同时对于由于污损等原因造成集装箱号无法识别的，可以由人工方式在平台上进行识别，并将人工识别结果进行比对。这部分是属于平台上的应用系统，与前端系统有密切关系，但在本设计方案中不做详细设计。前端总控制系统前端总控制子系统主要控制、产生系统工作的时序动作，指挥、协调各硬件设备进行工作，驱动控制各功能系统相互协调工作。当接收到车辆到来信号后，前端总控制系统需要控制图象拍摄、图象识别、电子车牌数据采集、电子地磅数据采集以及后台查验比对各系统进行相互协调、相互数据交换。最后引导车辆按指示方向前进。第三章 集装箱箱号识别系统3.1系统模块结构集装箱自动识别子系统由图像拍摄模块、灯光控制模块

24、和图像识别模块三个主要模块完成，分别负责集装箱多侧面图像的拍摄采集、拍摄补光灯灯光控制和集装箱图象识别校验的任务。其中图像拍摄模块作为系统中对集装箱图像数据的采集源，通过与总控制系统的配合工作，利用时序逻辑完成对集装箱的前后左右的四个侧面的图像的拍摄，并完成图像数据的压缩存储。灯光控制模块其主要采用射光灯技术，在环境光亮度达不到拍摄要求时采用泛光灯进行补光。集装箱图像识别模块即对多幅图像进行识别，生成正确的集装箱，为后续的数据比对核查做准备。集装箱自动识别子系统的框架如图所示：图：箱号自动采集识别系统模块结构3.2图像拍摄模块3.2.1CCD摄像机集装箱拍摄系统的前端采用工业级专用彩色CCD摄

25、像机。CCD摄像机使用电子耦合器件作为感光板，在电子快门（闸门）释放瞬间感光板点阵上的电荷积累经过芯片运算还原产生单帧图像。电子快门连续释放形成图像序列，图像序列经过模拟调制形成视频流。我公司使用的专用彩色CCD摄像机采用DSP芯片处理技术，利用部评价电路控制光圈和快门的组合关系实现最佳的曝光控制。DSP处理增强了图像的锐度和清晰度，同时强化了中心域背光补偿，图像色彩还原较好、清晰度较高。DSP控制增加了远程控制的功能，可以利用远程通信协议实现对每个摄像机的运转参数的动态设定，达到更好的拍摄效果。CCD技术的发展实现了高动态围的感光器件，结合光圈与快门的评价控制电路，可以在白天强烈的日光下（照

26、度100,000 Lux）和夜晚温和的灯光下（照度200 Lux）都生成清晰锐丽的图像。运动模糊是拍摄运动目标时容易出现的现象，是由于在电子闸门释放时间段目标物体运动而使成像点在感光板上产生了位置移动的结果。通过调整摄像机的电子快门速度到1/500秒以上，则运动物体的运动对图像的影响的计算公式为：S = V * T 由此可知一个以15公里/小时运动的物体在快门速度为1/500秒时的运动影响为 (15 * 1000) / (3600 * 500) = 0.0083米 10毫米，而集装箱通常字符的宽度在10毫米以上，则此运动模糊对物体成像影响极小。3.2.2图像采集本系统中采用的隔行扫描CCD摄像

27、机输出PAL制式的彩色复合视频信号，每秒生成25帧即50场图像。该视频信号通过75视频同轴电缆输送到图像采集卡，图像采集卡从图像视频流中采集合适的一帧。本系统中使用的图像采集卡允许同时接入4路彩色视频信号，通过软件切换视频数据源，完成对多个视频通道（集装箱4个侧面的摄像机）的图像采集。PAL视频信号每秒图像为25帧，即帧间间隔时间为40ms，为了同时拍摄集装箱四个侧面的图像，要求在同一时刻采集从4路输入信号中每一通道均采集一幅图像，如果采用帧采集的话，则最后一路输入采集的时延为40 + 40*3 = 160ms；由于PAL电视信号使用的是隔行扫描输出的技术，即每一帧图像都是先传送偶数场图像后传

28、送奇数场图像的，就允许我公司采用场采集技术，这样最后一路输入采集的时延为20 + 20*3 = 80ms。一个以15公里/小时速度移动的物体在80ms时间的平行位移为 15*1000*0.08 / 3600 = 0.33米，即物体在视野移动的位移为0.33米。由于系统中采用的镜头保留了足够大的视野，这样的位移对图像拍摄是不构成影响的。图像采集卡采集的图像经过了场扩展后分辨率达到了768*576像素，相应的占用存空间为 768*576*3 = 1.32MB。由于图像采集卡具有对图像的色度、亮度、对比度的调节功能，可以通过对图像采集卡的参数设置在照度较低的情况下适当的提高图像的对比度和锐度。集装箱

29、后门图像示例：3.2.3图像压缩存储人眼对彩色图像的视觉特性的最敏感方面在于亮度变化，其次才是对色度和饱和度的感觉。所以JPEG压缩利用这个原理，先将彩色图像从RGB三色空间变换到YUV彩色空间，在对亮度信号进行压缩的同时，再对色度和饱和度信号进行更高比例的压缩，虽然这样的压缩会带来色度和饱和度信号的一定程度的失真，但是从人眼视觉的特性来考虑，影响是不显著的。由上节的分析，一幅点阵格式（BMP格式）的图像占用的存（硬盘）空间为1.32MB，而通过了Jpeg压缩后，通常的图像文件为100200KB或更小，取决于采用的压缩比率即对色彩分量的压缩程度。3.3灯光控制模块本系统中采用了动态围较大的摄像

30、机，感光成像照度围在f1.2光圈条件下为1.4Lux 100,000Lux。理论上说，该摄像机在很低的亮度下可以成像，但这不代表该照度是成像的理想亮度，实践证明在该照度下摄像机成像噪声很大、对比度低且色彩基本丧失。为了在夜间同样实现与白天相同的成像效果，晚间需要采用泛光灯补光拍摄。补光用的泛光灯采用了PHILIPS的400W高压气体放电灯，能量转化率高，灯光色温高，图像色彩还原好。本系统中的照明灯采用系统自动控制的工作方式。由于每一天的天气状况和日出日落的时刻是各不相同的，使用时间表的方式控制照明灯存在明显的局限性，而且由于阴雨和建筑物的遮挡等因素，在白天环境光的强度也可能会低于最佳的成像围。

31、这就需要利用外部的照度采集器实时监测环境光强度，当发现环境光强度低于预定的开灯阈值时，自动打开电源点亮泛光灯为摄像系统补光，而当环境光高于预定的关灯阈值时，自动切断电源关闭泛光灯。由于本系统的主控计算机距离各摄像机还是有相当的距离的，为了如实的反映各摄像机在室外条件下的环境光强度，在前端摄像机的位置安装了数字化照度采集器。该数字采集器通过部芯片进行模数转换编码，通过串行通讯口远程控制协议完成数据读取，使该采集器的有效工作半径达到了1Km以上。系统监测环境光强度，根据光照强度打开和关闭照明灯的同时，摄像机的工作参数也通过远程的控制协议发生了适当的改变，目的是白天适应日光、夜晚适应灯光的强度，这样

32、才能采集到理想的图像。3.4图像识别模块3.4.1图像识别模块工作过程对集装箱图像（多个图像）识别的过程从系统流程来讲主要有三个步骤，分别是建立队列、单图像识别、多结果校验。建立队列。因为从图像拍摄系统的逻辑分析以及系统中硬件的架设位置决定了图像不能同时传送到计算机上，就要求先送到的图像先进入识别器，后到达的图像则需要排队等候。识别队列采用串行的工作方式，主要原因是图像分析处理对于CPU而言是占用率极高负担很重的任务，采用并行的多幅图像识别只会在系统切换线程中间白白的浪费时间，不会提高整体性能，而采用串行识别的方法还可以采用利用识别结果进行的提速技术，更实用些。单图像识别。单图像送入识别器进行

33、图像解码、图像处理、分割、字符识别、结果组装，最后利用最大可能性输出可以识别的集装箱。输出的结果中包含色彩，排列，位置等大量处理中间信息，为后面的多结果的校验做准备。多结果校验。通常集装箱可以拍摄到四个侧面的图像，但是这些图像可能部分甚至全部因为长期使用刮擦和污渍造成的某些字符损坏无法辨认或者破损过于严重导致切分错误，这就需要对多个识别结果采用多结果冗余校验的技术进行检查和纠正，而且可以判断出当前车辆承载的是一个还是两个集装箱。生成的结果作为集装箱识别的最终结果。由于三个主要的步骤是串行顺序进行的，这里不做过多的论述。识别模块工作过程可以参加下图：3.4.2集装箱图像识别技术作为集装箱数据自动

34、采集系统术上升空间较多的部分，集装箱图像识别器的性能直接关系到了整个采集系统的数据可靠性和正确率。只有集装箱光学图像识别的技术达到了设计的要求，整个电子卡口系统才真正可以实现它无人监管的功能要求，才应用价值和发展前途。因此，提高集装箱图像识别率，研究开发高性能的集装箱图像识别器也是集装箱采集系统研发中的重要组成部分和研究的重要容。本系统中使用的集装箱识别器主要包括以下几个步骤：图像解码，将采用JPEG算法压缩的图像解码成位图格式缓冲中心数据。图像处理，为了有好的识别效果，对源图像经常需要必要的图像处理工作，如图像校正、边缘提取、滤波降噪、色彩处理等。图像分割，边缘分析等原理基础上对集装箱图像进

35、行特征提取，将包含集装箱的图像中心域从复杂的背景中分割出来，形成重点处理的图像中心域。字符分割，从重点处理的图像中心域中分割出单个字符。字符识别，将单个字符的图像识别成表示其含义的ASCII字符。校验处理，将识别的单字结果组装筛选成一个标准集装箱。图：集装箱图像切分结果示例3.4.3集装箱校验算法集装箱编码存在一个国际ISO规。每一个集装箱在箱体的前侧、右前、左后、尾部和顶部印刷了。由4个英文字母和7个数字组成。前4个英文字母是箱主的英文缩写，组合有限，后7个数字是集装箱的编号，其中最后一位数字圈在一个矩形，是前十位字符的校验码。如图：图4.12 集装箱后门箱号图像（局部）。对集装箱的识别结果

36、主要有两层正确性的校验。首先是单幅图像的识别结果校验。集装箱校验值产生规则如下：集装箱前四位为字母（A-Z），后6位为数字（0-9），最有一位为校验位（数字0-9）：字母分别对应着相应的数字aa，对应表如下：A-10,B-12, C-13 K-21,L-23, M-24 U-32,V-34, W-35 Z-38取每一位对应的数字aapp，乘以2的该位位置的幂指pp，求和（前十位），除以11，余数如果等于10则为合法的集装箱号，如果等于最后的校验位，也为合法的集装箱号，否则为识别不正常。公式如下：例如：集装箱号为：ABMZ9876124xx = 1020 + 1221 + 2422 + 3823

37、 + 924 +.+ 229zz = mod ( xx / 11 )if (zz = 10 or zz = 4) then 结果正确else 结果错误。在集装箱识别过程中，可以使用校验位对集装箱的最后识别结果的正确性做出判断，保证不会发生错误的情况。3.4.4多结果冗余校验技术在相机拍摄到了多个图片后，识别器要对每一幅图像进行识别，产生一个识别结果来。虽然识别算法有着比较高的正确率，但是存在比如箱字严重污染破损、雨雪、太直射反光等等原因不适人力可以克服的因素，这些因素的发生可能是识别出现错误，即单幅图像的识别结果有可能是不正确的。这就提出了新的问题，如何从多个识别结果中找出正确的集装箱。面对多

38、个结果，排列组合相当丰富，从中要无误的找到一个(两个)需要的结果有一定的难度。但是因为集装箱本身存在着校验，同时一个集装箱有多面的图像同时被识别，而且因为箱主代号的个数是十分有限的，全球只有几百家，这样在系统的运行中不断的积累箱主代码的码表，为后面的多个结果校验提供了可靠的支持。多个结果的校验工作可以分成两类：由服务器数据库支持的和没有服务器数据库支持的，本系统中采用就是不具有数据库支持的多结果的校验算法。第四章 电子车牌识别系统我公司车牌识别系统技术是以计算机技术、图像处理技术、模糊识别为基础，建立车辆的特征模型，识别车辆特征，如号牌、车型、颜色等。它是一个以特定目标为对象的专用计算机视觉系

39、统，能从一幅图像中自动提取车牌图像，自动分割字符，进而对字符进行识别，它运用先进的图像处理、模式识别和人工智能技术，对采集到的图像信息进行处理，能够实时准确地自动识别出车牌的数字、字母及汉字字符，并直接给出识别结果，使得车辆的电脑化监控和管理成为现实。我公司自动车牌识别系统具有以下特点。 专业车牌摄像机自动识别，高效准确 立体车牌识别，各角度进车均保证清晰、可识别 大大缩短了直行段长度，方便了安装使用 车牌自动补光，确保车牌清晰，保证夜晚高识别率 车牌畸变校准，提高车牌识别的适应性 神经网络、特征识别算法，有效提高识别率 工业级设计，可在严寒或酷热天气工作 镜头及感光部件独立密封，防尘防水更强

40、 我公司车牌识别系统简述我公司车牌识别系统凝聚了车牌焦点补光、立体车牌识别、车牌畸变校准等多项独创技术，有效地解决了环境适应性的难题。产品集视频、车辆抓拍、车牌识别、语音播放、智能控制于一体，系统结构简单，稳定可靠，安装、维护、使用方便、报表记录详细。该系统是利用视频流的车牌自动识别算法，无需地感触发，对车辆进行抓拍、号牌识别，当车辆进入入口识别区域时，车牌自动识别车牌并抓拍车辆图片，将车牌，车牌特征数据，入场时间信息等传记录下来。系统自动识别进入车场的车辆的和车牌特征，验证用户的合法身份，自动比对黑库，并可对整个停车场情况进行监控和管理，包括出入口管理，部管理，采集，存储数据和系统工作状态，

41、以便管理员进行监控，维护，统计，查询和打印报表等工作。车辆出入车场，完全处于系统监控之下，使车辆的出入，收费，防盗，车位管理完全智能化、自动化并具有方便快捷，安全可靠的优点。大大提高了车辆放行效率，保证了停车场出入口通行顺畅。通过正确设计、安装，可以在多车道上同时完成车辆不停车通行而互不干扰。4.1硬件构成整个系统包括的硬件设备应该有：1、 前端车牌摄像机、道闸，检测设备2、 网络传输设备3、 监控中心信息管理设备4、车牌管理软件5、语音、显示设备系统联网图：远程控制中心可选网络连接方式PCPC车道监控摄像机视频处理卡车牌识别控制主板补偿光源（双路）PCIPAL/NTSC车道现场系统RS-23

42、2车道现场系统道闸控制系统车道监控摄像机通过摄像采集卡与工控机相连，拍摄并采集待检测车辆视频信号。补偿光源是用于视频拍摄过程中的光源补偿作用，其受控于本系统中补偿光源控制模块实现补偿光强度的调整。工控机作为收费现场工控核心，车牌识别软件系统运行在工控机中，主要负责对采集到的车辆信息进行处理以及现场控制。工控机可采用多种方式与远程控制中心相连，视具体情况而定。比如两者在同一局域网，可使用通用的以太网连接；如处于异地，可使用其他通信连接方式。考虑到本系统初始使用于一个收费站，所以该收费站已有网络系统连接即可。当然本设计将预留接口，便于未来异地网络连接扩展。在实际工作时，前端采集系统接收到车辆信号后

43、采集车辆图像，然后由管理软件（如收费系统）调用本识别软件系统，并将车辆图像按照约定的通信标准传给识别系统识别车牌照并将识别结果返回管理软件。4.2、软件构成软件处理模块包括：u 图像预处理：对动态采集到的图像进行滤波、边界增强处理，克服图像干扰，改善识别效果。u 数据压缩功能：仅能够将捕获到的车头图像按照标准的JPEG格式进行压缩;而且能够将车牌图像二值化后进行压缩。u 车牌定位：从动态摄入的汽车图像中找到车牌照所在的位置，并把含有车牌图像的一块区域取出，供后端的字符切分使用 u 字符分割：在车牌图像上，自动提取单个字符的图像。u 字符识别：在每个字符图像中识别出字符文字，能够识别符合“GA3

44、692”（92式牌照）和“GA36.1-2001”(02式新牌照)标准的民用车、军车、警车及04式新军车牌照等牌照的汉字、英文字母、数字、颜色等完整信息，包括个别字上下格式排列的特殊车牌号，实现整牌识别。u 信号输出功能：通过通讯接口，对有权限的车牌进行逻辑判断后输出给道闸控制系统，并输出车牌信息到显示屏及语音系统。4.3系统特点1对不同光照的适应能力由于白天、夜晚的光照环境相差很大，不同应用场地也有不同的光照环境，因此本产品自主开发了自动补光系统，光感自动的调整光线控制模块，以适应不同的光照环境。2对自然环境的适应能力为适应环境温度的变化，本产品采用了宽温度围的器件，并进行了大围温度变化的实

45、际测试，完全可以满足较大环境温度变化围的应用。对于环境温度变化更大的地区，产品对部温度采取半导体温度调节技术加以调整，可满足温度变化围非常区的应用。同时具有很好的防雨、雪和高湿能力。3对超高速和超低速行驶车辆的适应能力由于采用高速算法和高速的硬件平台，使得车辆在超高速行驶或超低速行驶时都能准确识别车牌并测算速度，避免了雷达测速时低速误差大和线圈测速系统不稳定的问题。4相对于应用系统的独立性因车牌辨识技术是正在迅速发展的领域，车牌识别和车牌图片匹配的算法的性能提升也是永无止境的研究领域，车牌辨识系统必须具有相对于应用系统独立的特性才能在系统调整、维护、算法升级等过程中不影响应用系统的运行，车牌辨

46、识系统的意外损坏也不会暂停系统的正常运行。由于采用了嵌入式的结构形式，本产品的照明、拍摄、图像采集、车牌辨识算法都集成在一起，作为一个整体设备加以设计和实现。这种结构形式使得本产品同应用系统之间只通过通讯接口和通讯协议发生关系。5具有很高的系统可靠性由于对本产品嵌入式的软硬件结构进行了优化、综合设计，不但增加了系统辨识车牌的性能，也增加了系统的可靠性。4.4、系统功能介绍l 车辆号牌自动识别-对于出入停车场的车辆，自动识别该车的号牌并记录相关信息。抓拍车牌、识别；l 灵活的系统配置-本系统可以采用无卡管理模式，也可以采用有卡管理模式，也可以采用车辆号牌与卡的双重验证模式。卡也可以采用各种IC卡

47、、ID卡、远距离卡，系统均兼容。l 系统设置形象直观、操作简单-操作界面直观明了、设置完成无需人工干预。l 安全稳定可靠-智能型电动道闸具有防砸车功能，系统稳定可靠，具有视频监控和图像识别，可确保场的车辆安全。l 完善的防砸车功能-系统能自动检测车辆的进出，当车辆处于道闸下方时，系统能自动检测到车辆存在，只要在闸杆下停留，道闸将不会落下。l 出入场迅速准确-出入场的司机无需做任何操作，汽车在进出场的出入口时，系统自动完成该车的审核、记录等工作，无需工作人员和司机的干预。如果允许车辆通过，电动道闸自动打开，车辆进出完毕闸杆自动落下。整个过程人性化、自动化，方便快捷，无需停车；计算机计费准确，可适应多种收费方式。l 无卡管理模式-本系统可以完全省去IC卡或射频卡，实行无卡管理系统，对系统的性能不会产生影响。利用每一辆车均有一个车牌，且每车的车牌均不相同的特点，集成数字图像采集、数字图像