汽車是港口物資運輸?shù)闹匾ぞ咧唬彩琴Q(mào)易結算的單位，其貿(mào)易結算的費用是按車型和車重計算。車輛一般以噸計量,只有用地磅(又稱汽車衡)來稱量,車輛只需開過地磅即可稱重。為了稱重計費就存在著一個車輛經(jīng)過地磅的流程。為了流程的暢通,建立一套完善的港口地磅管理系統(tǒng)具有十分重要的意義。
目前載貨汽車的過磅管理手段呈現(xiàn)諸多弊端:其一,車輛進出磅都是由人工來管理,工作強度高,作業(yè)效率低;其二,難以及時了解港內(nèi)汽車的作業(yè)動態(tài),汽車入港大門處容易積壓;其三,各個貨種的計劃發(fā)運量都是經(jīng)人工逐一通知到各個磅房,容易因計劃延遲以及各個磅房間溝通不暢而導致發(fā)貨量出現(xiàn)差錯;其四,存在少數(shù)司機與少數(shù)工作人員稱重不實的作弊行為,使得港口經(jīng)濟利益受損。隨著社會的進步和科學技術的發(fā)展,人們對地磅系統(tǒng)的測、管、控、稱一體化的要求日益高漲,因此,采取新的技術手段和科學管理方法,改革現(xiàn)有港口車輛管理方式勢在必行。
本課題的研究目的是利用車牌自動識別技術,實現(xiàn)港口地磅系統(tǒng)智能化管理。這個系統(tǒng)利用數(shù)字圖像處理和計算機視覺等相關技術,自動識別車牌號碼并存放到地磅系統(tǒng)的綜合數(shù)據(jù)庫中,作為安全管理和收費管理的輔助工具,有效的實現(xiàn)車輛的自動流水作業(yè),免去繁重的人工勞動,提高管理效率,降低運行成本,促進企業(yè)信息化管理。這將是車牌識別的一個全新的應用領域,對改善和提高港口車輛的自動化管理水平,普及和推廣車牌識別技術都將大有裨益。
12課題簡介
汽車牌照是全世界通用的對車輛身份識別的標記,車牌號碼在全球范圍內(nèi)具有唯一性和特定性,因此也成為海關、碼頭、港區(qū)、貨運、物流管理中最基工作環(huán)境非常惡劣,同時依靠人工對車牌號碼進行辨別和輸入,操作速度慢,容易出現(xiàn)錯誤、疏忽和人為干預的種種問題。隨著貨運量的增長和現(xiàn)代化管理的需求,準確、可靠的車牌號碼自動識別技術成為港口地磅管理系統(tǒng)中必需的部分。車牌自動識別系統(tǒng)按照所采用的技術和設備，可分為有源型車牌自動識別系統(tǒng)和無源型車牌自動識別系統(tǒng)。
有源型車牌自動識別系統(tǒng),通常是在有專門用于發(fā)射車輛信息的車載終端設備(如微波、紅外、可見光、超聲波等)的情況下,對運動狀態(tài)車輛或者靜止狀態(tài)車輛的相關信息進行采集以達到車輛牌照自動識別的目的。這種系統(tǒng)具有較好的實時性和較高的識別率,但是由于需要安裝統(tǒng)一的車載終端設備,系統(tǒng)成本較高;并且需要大范圍內(nèi)統(tǒng)一的車輛信息標準,所以很難在短時間得到廣泛的應用。
無源型車牌自動識別系統(tǒng)與有源型車牌自動識別系統(tǒng)相反,是指在無任何專用于發(fā)送車輛信息的車載終端設備的情況下,對運動狀態(tài)車輛或者靜止狀態(tài)車輛的相關信息進行非接觸性信息采集,并通過運用圖像處理與模式識別等技術設計的算法進行智能識別的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)融合了多種先進技術,對由數(shù)碼相機或者數(shù)字攝像機采集到的行使中或者靜態(tài)的車輛進行分析和處理,自動分割出車輛的牌照區(qū)域并智能識別出車牌號碼。與有源型車牌自動識別系統(tǒng)相比,這種系統(tǒng)不用安裝專門的車載終端設備,節(jié)省了大量的資金,提高了經(jīng)濟效益。同時基于視頻圖像處理技術,可以進行圖像的回放和取索,有利于識別結果的人工檢驗和修正。因此,基于圖像處理的車牌識別系統(tǒng)更具有其特有的優(yōu)勢和應用前景。
個完整的車牌識別系統(tǒng)的總構架如圖1-1所示。
系統(tǒng)的工作原理:當車輛通過檢測區(qū)域時,檢測裝置將車輛通過的信號傳送到圖像采集設備;圖像采集設備采集車輛圖像,并將圖像傳送到計算機;計算機對車牌進行自動定位和識別并將識別結果送至監(jiān)控中心或收費處等應用場無來車,若有,則截獲一幀圖像作為后續(xù)定位識別之用,否則持續(xù)進行監(jiān)視。
(2)圖像預處理。首先將輸入的彩色圖像進行灰度化,隨后在灰度圖像上利用濾波算子進行濾波預處理,并生成一個閾值,將濾波后的圖像轉化為二值圖像,對二值圖像中的噪聲還要進行消除。
(3檢測定位。在預處理得到的二值圖像中進行區(qū)域搜索,尋找出具有車牌特征的候選區(qū)域,根據(jù)實際車牌的特征找出真正的車牌區(qū)域,然后交給后續(xù)模塊進行處理。
(4)字符分割。在得到的車牌圖像中進行字符的分割和歸一化,然后將分割出的字符輸入到后續(xù)的識別模塊進行識別。
(5)模式識別。對分割出來的每個字符進行識別,并進行語法分析,判斷識別的結果是否正確,并將結果反饋到前面的模塊。
磅房作為碼頭貨物出入庫的門戶,是碼頭生產(chǎn)中的一個重要環(huán)節(jié)。在港口信息化建設越來越受到重視的今天,磅房配置的地磅管理信息系統(tǒng)已趨向完目前,港口地磅管理系統(tǒng)按照系統(tǒng)功能模塊劃分,可分為車輛登記與發(fā)卡管理子系統(tǒng)、車輛稱重控制與管理子系統(tǒng)、計劃控制與管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計分析管理子系統(tǒng)、系統(tǒng)維護管理子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)功能描述如下
1)車輛登記及發(fā)卡管理子系統(tǒng)
本信息,如號牌、車架號、發(fā)動機號、車主、核準載重等信息通過人工輸入獲取�？蛰d貨運車輛在入港泊車區(qū)通過檢查后駛入地磅稱重,稱重值作為核準皮重信息,通過RFID讀寫器寫入車載射頻卡中,以便以后除皮或再次入港檢查核準用。車載射頻標簽的⑩號與車輛的牌照號碼、車架號碼是一對一的關系在系統(tǒng)網(wǎng)絡正常情況下,只需讀取車載射頻標簽的I號就可通過已建立的車輛信息數(shù)據(jù)庫進行車輛信息的查詢調(diào)用。
2)車輛稱重控制及管理子系統(tǒng)
空車、重車信息的采集過程是通過不同地點的磅房設備自動完成。該子系統(tǒng)通過計算機與外設的通信接口和1/O控制接口,實現(xiàn)對信號燈、報警器、欄桿機的自動控制,還可通過RFD讀寫器對射頻卡進行讀寫操作,并自動采集汽態(tài))進行處理判斷,根據(jù)不同的判斷結果引導車輛轉入不同的流程。該子系統(tǒng)通過磅房計算機的網(wǎng)絡,將采集到的信息上傳至數(shù)據(jù)服務器進行存儲記錄。
3)計劃下達與管理控制子系統(tǒng)
計劃下達與管理控制子系統(tǒng)是系統(tǒng)中對港口貨物從數(shù)量上集中控制管理的模塊,實現(xiàn)對來港車輛作業(yè)數(shù)量的有效控制與管理。該子系統(tǒng)也是系統(tǒng)物流信息的源頭,能完成計劃制定、計劃修改、計劃跟蹤執(zhí)行、計劃管理控制功能。因為計劃管理部門、調(diào)度控制部門、現(xiàn)場檢斤磅房全部連成網(wǎng)絡,各個磅房可實時獲取各貨物的計劃發(fā)運量,并可自動累加,統(tǒng)計生成貨物的已發(fā)貨量、剩余發(fā)貨量等信息,當貨物的累計發(fā)貨量接近計劃發(fā)貨量時(可設定相應的數(shù)值),系統(tǒng)會自動提示檢斤人員停止該貨物的檢斤操作,以確保貨物發(fā)運的有序進行。同樣,貨運計劃的下達部門也可根據(jù)可能發(fā)生的情況,對貨運計劃進行臨時調(diào)
4)數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計分析管理子系統(tǒng)
系統(tǒng)通過各個信息采集點(計劃下達、調(diào)度管理、車輛登記、入港檢驗、裝載檢斤、出港檢驗)采集了作業(yè)車輛的大量信息。數(shù)據(jù)信息管理子系統(tǒng)對這些信息進行統(tǒng)計分析處理,并按照既定格式輸出統(tǒng)計報表。該子系統(tǒng)可以為貨主、生產(chǎn)管理部門提供及時準確的信息量,提高服務質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、提高管理水平。
5)系統(tǒng)維護管理子系統(tǒng)
系統(tǒng)維護管理子系統(tǒng)是為了使軟件應用平臺操作更具靈活性、維護更具方面性而設計的功能模塊。其中包括:系統(tǒng)數(shù)據(jù)字典的設計、編輯、查詢功能系統(tǒng)軟件的參數(shù)配置功能設置、修改編輯功能;系統(tǒng)用戶的管理和權限的設置編輯和修改;系統(tǒng)日志的查詢、打印、清除功能。
