專利名稱：一種汽車牌照自動(dòng)識(shí)別儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于智能交通(ITS)領(lǐng)域中汽車牌照自動(dòng)識(shí)別儀，可廣泛應(yīng)用于高速 公路自動(dòng)化收費(fèi)系統(tǒng)、城市電子警察系統(tǒng)等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汽車牌照自動(dòng)識(shí)別技術(shù)之所以越來越受到有關(guān)部門的重視，就是因?yàn)槠嚺普帐?汽車唯一外觀的法定身份證，通過對(duì)行駛中車輛的牌照識(shí)別，管理部門可以更加直接地、有 效地對(duì)交通和車輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理與控制。由于計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展為研究汽車牌照自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)研究和產(chǎn) 品開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)陸續(xù)有一批廠商或研究機(jī)構(gòu)紛紛開始對(duì)汽車牌照自動(dòng) 識(shí)別技術(shù)和產(chǎn)品的研究與開發(fā)。根據(jù)國(guó)內(nèi)的技術(shù)、市場(chǎng)的檢索與考察，我國(guó)絕大多數(shù)車牌識(shí) 別產(chǎn)品存在集成度低、穩(wěn)定性差、復(fù)雜程度大、識(shí)別率低等問題。傳統(tǒng)的車牌識(shí)別儀多采用PC104作為系統(tǒng)的處理器，由于PC104為windows操作 系統(tǒng)，系統(tǒng)啟動(dòng)速度慢，且長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰現(xiàn)象，給維護(hù)增加了相當(dāng)?shù)碾y度。 在網(wǎng)絡(luò)世界中病毒總是存在的，因此window系統(tǒng)難免被感染病毒，造成系統(tǒng)無法運(yùn)行。而 DSP屬于嵌入式系統(tǒng)，單線程工作，實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，啟動(dòng)速度快，病毒無法攻擊，因此DSP處理 器擁有其他系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢(shì)。正是由于采用了 dm642芯片，使整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性增強(qiáng)，

實(shí)用新型內(nèi)容本新型發(fā)明的目的是為解決上述識(shí)別儀集成度低、穩(wěn)定性差和識(shí)別率低問題提 供一種性能穩(wěn)定及識(shí)別率高的汽車牌照自動(dòng)識(shí)別儀。為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本實(shí)用新型的解決方案可依如下手段實(shí)現(xiàn)—種汽車牌照自動(dòng)識(shí)別儀，它包括模擬攝像機(jī)、車牌識(shí)別儀、傳感器及補(bǔ)光單元； 其車牌識(shí)別儀包括CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，采用嵌入式芯片DSP為主芯片，該系統(tǒng)集成有以太網(wǎng) 接口 MAC，通過該以太網(wǎng)接口連接有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊，其數(shù)據(jù)傳輸模塊輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)通 過其接口 J4與上位機(jī)連接；CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)視頻接口 Pl通過I2C總線連接有采集視頻 信號(hào)的圖像采集模塊；CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接口 VCC1. 4, VCC1. 8，VCC3. 3還連接有向各模塊提 供所需電源的電源供電轉(zhuǎn)換模塊，其輸出電壓VI. 4、VI. 8接處理系統(tǒng)輸入端，其輸出電壓 V3. 3接網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊；其CPU處理系統(tǒng)存儲(chǔ)接口分別接有數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器；其數(shù)據(jù) 處理系統(tǒng)外設(shè)接口 RXD、TXD接有RS232電平轉(zhuǎn)換模塊，該RS232電平轉(zhuǎn)換模塊輸入接電源 供電轉(zhuǎn)換模塊輸出電壓V3.3端，其輸出端通過其擴(kuò)展接口 J2分別接模擬攝像機(jī)、傳感器 和補(bǔ)光單元，其模擬攝像機(jī)輸出一端與圖像采集模塊(UlO)輸入端連接，另一端與補(bǔ)光單 元輸入連接；其所述各部分可構(gòu)成圖像采集閉環(huán)控制系統(tǒng)。CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用面向多媒體的DSP采用芯片TMS320DM642。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用SDRAM ；程序存儲(chǔ)器采用FLASHA。補(bǔ)光單元，可采用閃光燈或ELD燈。[0011]該實(shí)用新型方案產(chǎn)生的有益效果如下1、該自動(dòng)識(shí)別儀系統(tǒng)性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。該系統(tǒng)識(shí)別部分采用面向多媒體的嵌 入式DSP芯片，使系統(tǒng)集成數(shù)字I/O量的采集/輸出、圖像采集、車牌識(shí)別軟件、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳 輸、RS232數(shù)據(jù)傳輸功能。該系統(tǒng)具有集成度高、穩(wěn)定性好、識(shí)別率高、適應(yīng)性強(qiáng)、性價(jià)比優(yōu) 等優(yōu)點(diǎn)。2、該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、識(shí)別率高、運(yùn)行速度快。該自動(dòng)識(shí)別儀為閉環(huán)控制系統(tǒng)，并采 用功能強(qiáng)的DSP芯片，使數(shù)據(jù)處理時(shí)間大大加快，只需150MS，識(shí)別率達(dá)97%。該系統(tǒng)可廣 泛應(yīng)用于高速公路自動(dòng)化收費(fèi)系統(tǒng)、城市電子警察系統(tǒng)、公安電子卡口系統(tǒng)、車輛超速與超 限測(cè)量取證系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域。
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本方案作進(jìn)一步說明。

圖1為汽車牌照自動(dòng)識(shí)別儀整體結(jié)構(gòu)框圖；圖2為圖1整體結(jié)構(gòu)電路原理框圖；圖3為圖2CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電路原理圖；圖4 圖6為圖2電源供電轉(zhuǎn)換模塊部分電路原理圖；圖7、圖8為圖2存儲(chǔ)器部分電路原理圖；圖9、圖10為圖2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊以太網(wǎng)部分電路原理圖；圖11為圖2圖像采集模塊視頻解碼部分電路原理圖；圖12為圖2 RS232電平轉(zhuǎn)換模塊電路原理圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本新型方案的實(shí)施方式進(jìn)一步詳細(xì)描述汽車牌照自動(dòng)識(shí)別儀結(jié)構(gòu)見圖1、圖2，該汽車牌照自動(dòng)識(shí)別儀，它包括車牌識(shí)別 儀并分別連接有模擬攝像機(jī)、傳感器及補(bǔ)光單元，模擬攝像機(jī)又與補(bǔ)光單元輸入連接。其車牌識(shí)別儀包括CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)U1，采用嵌入式芯片DSP為主芯片，該系統(tǒng)集 成有以太網(wǎng)接口 MAC通過該以太網(wǎng)接口連接有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊U9，其數(shù)據(jù)傳輸模塊輸出 的數(shù)據(jù)信號(hào)通過其接口 J4與上位機(jī)連接；CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)視頻接口 Pl通過I2C總線連 接有采集視頻信號(hào)的圖像采集模塊UlO ；其處理系統(tǒng)接口 VCC1. 4, VCC1. 8，VCC3. 3還連接有 向各模塊提供所需電源的電源供電轉(zhuǎn)換模塊U2 U4其輸出的電壓VI. 4、VI. 8端接處理 系統(tǒng)輸入端，輸出電壓V3. 3端接網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊U9 ；其CPU處理器系統(tǒng)的存儲(chǔ)接口分別 接有數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器U5 U8 ；其CPU處理器系統(tǒng)外設(shè)接口 RXD、TXD接有RS232電平轉(zhuǎn) 換模塊Ul 1，該電平轉(zhuǎn)換模塊輸入電壓接電源供電轉(zhuǎn)換模塊輸出電壓V3. 3端，其輸出通過 其擴(kuò)展接口分別接模擬攝像機(jī)、傳感器和補(bǔ)光單元，其模擬攝像機(jī)輸出一端與圖像采集模 塊UlO輸入端連接，其另一端接閃光單元，該閃光單元又接CPU處理器系統(tǒng)，其傳感器輸出 與CPU處理器系統(tǒng)輸入端連接；其各部分可構(gòu)成采集圖像閉環(huán)控制系統(tǒng)。其中，CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)見圖3，為了使系統(tǒng)在性能和識(shí)別率上有所提高本系統(tǒng)設(shè) 計(jì)中CPU處理器系統(tǒng)采用TI公司的DSP TMS320DM642作為主控制芯片，它是一款專門面 向多媒體應(yīng)用的DSP。該DSP時(shí)鐘高達(dá)600MHz工作頻率，8個(gè)并行運(yùn)算單元，處理能力達(dá)4800MIPS ；采用二級(jí)緩存結(jié)構(gòu)；具有64位外接存儲(chǔ)器接口，可與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SDRAM、程序存 儲(chǔ)器Flash連接；兼容IEEE-1149. 1接口 JTAG邊界掃描；為了面向多媒體體應(yīng)用，它還集成 了 3個(gè)可配置的視頻端口、面向音頻應(yīng)用的MaASP(Multi Channel Audio Serial Port)、 10/100Mb/s的以太網(wǎng)MAC接口。鑒于TMS320DM642(以下簡(jiǎn)稱DM642)的上述優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng) 以DM642為主控芯片，完成視頻信號(hào)的采集和傳輸功能。電源供電轉(zhuǎn)換模塊見圖4 圖6，該模塊包括模塊U2 U4主要是實(shí)現(xiàn)5V到3. 3V 和1. 4V、1. 8的轉(zhuǎn)變，1. 4V、1. 8V為DSP的CPU處理器系統(tǒng)核心電壓，3. 3V為DSP的I/O網(wǎng) 絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊和其它的外圍器件包括模擬攝像機(jī)、補(bǔ)光單元、和傳感器供電。該模塊采用 MAX3223芯片，該芯片采用PWM方式調(diào)節(jié)電壓，輸出電流可達(dá)3A，并且精度高。各存儲(chǔ)器見圖7、圖8，該存儲(chǔ)器模塊U5 U8，有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SDRAM和程序存儲(chǔ)器 FLASH與處理器對(duì)應(yīng)接口連接；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SDRAM可存儲(chǔ)采集數(shù)據(jù)；程序存儲(chǔ)器FLASH可 保存用于車牌處理算法的一些字符信息；存儲(chǔ)應(yīng)用和其他信息以保證電源掉電后不丟失數(shù) 據(jù)。其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SDRAM均采用芯片HY57V283220 ；程序存儲(chǔ)器FLASH采用芯片AM29LV320.網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊見圖9、圖10，包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊模塊W和變壓器模塊Tl 變壓器模塊采用TG110-S050N5 ；實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)通訊。該網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊采用Intel公司的 LXT971_P 芯片，LXT971_P 支持 IEEE802. 3 標(biāo)準(zhǔn)，提供 Mil (Media Independent Interface) 接口，可以支持以太網(wǎng)接口 MAC，而DM642芯片內(nèi)部集成有以太網(wǎng)媒體存取控制器，所 以LXT971_P芯片可以和DM642的接口實(shí)現(xiàn)無縫連接。從DM642中傳輸過來的數(shù)據(jù)通過 LXT971_P轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)物理層能接收的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和隔離變壓器Tl 及接口 J4傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。圖像采集模塊見圖11，該模塊UlO采用TI公司的TVP5150A芯片，為視頻解碼電 路它將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)字視頻信號(hào)，然后送DM642視頻端口進(jìn)行處理，并且 將行場(chǎng)同步及行場(chǎng)消隱信號(hào)分離出來。TVP5150A芯片是TI公司設(shè)計(jì)專門適用于便攜式移 動(dòng)圖像設(shè)備的一款低功耗視頻解碼芯片，其輸入端能接收DM642兩路復(fù)合信號(hào)或一路子信 號(hào)，支持50Hz的YCrCb 4:2: 2的8bit輸出格式和ITU2R BT. 656 8bit格式的輸出。 TVP5150A內(nèi)部帶有振蕩器，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過對(duì)其外接頻率為14. 31318MHz的振蕩器來提供 系統(tǒng)時(shí)鐘，其內(nèi)部共有100多個(gè)寄存器，用戶可以通過總線對(duì)其進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)某些功能的 選擇。RS232電平轉(zhuǎn)換模塊見圖12，該RS232電平轉(zhuǎn)換模塊Ull為串行通訊芯片采用 MAX3223可對(duì)電平電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其RS232電平轉(zhuǎn)換模塊與處理器對(duì)應(yīng)接口連接，其擴(kuò)展接 口 J2可分別與模擬攝像機(jī)、傳感器及補(bǔ)光單元連接；其補(bǔ)光單元可采用CX6002閃光燈或ELD燈。RS232信號(hào)用于控制模擬攝像機(jī)，通過采集圖像對(duì)圖像進(jìn)行分析動(dòng)態(tài)的調(diào)整攝像 機(jī)的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制以使采集的圖像清晰，質(zhì)量好。由于本系統(tǒng)DM642沒有標(biāo)準(zhǔn)的I2C接口和專用的1/0引腳，將DSP的MCB2 SP或 HPI 口配置為1/0來實(shí)現(xiàn)軟件模擬I2C接口。該系統(tǒng)工作原理接通電源該系統(tǒng)上電或復(fù)位后，從程序存儲(chǔ)器Flash加載程序，完成對(duì)各模塊的 初始化和外圍硬件的配置工作；當(dāng)傳感器有車牌信號(hào)傳到CPU處理器系統(tǒng)時(shí)系統(tǒng)啟動(dòng)，同時(shí)處理器輸出控制信號(hào)控制閃光單元，即閃光燈或LED燈閃光；之后從模擬攝像機(jī)采集到 的模擬視頻信號(hào)經(jīng)過采集模塊的視頻解碼器轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻信號(hào)，送入CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 的視頻通道端口。CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將接收到的數(shù)字視頻信號(hào)再通過CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)轉(zhuǎn) 換為以太網(wǎng)物理層能接收的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過接口 J4傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。
權(quán)利要求一種汽車牌照自動(dòng)識(shí)別儀，它包括模擬攝像機(jī)、車牌識(shí)別儀、傳感器及補(bǔ)光單元；其特征在于車牌識(shí)別儀包括CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(U1)，采用嵌入式芯片DSP為主芯片，該系統(tǒng)集成有以太網(wǎng)接口MAC，通過該以太網(wǎng)接口連接有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊(U9)，其數(shù)據(jù)傳輸模塊輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)通過其接口(J4)與上位機(jī)連接；CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)視頻接口(P1)通過I2C總線連接有采集視頻信號(hào)的圖像采集模塊(U10)；CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接口(VCC1.4，VCC1.8，VCC3.3)還連接有向各模塊提供所需電源的電源供電轉(zhuǎn)換模塊(U2～U4)，其輸出電壓V1.4、V1.8端接處理系統(tǒng)輸入端，其輸出電壓V3.3端與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊(U9)連接；其CPU處理系統(tǒng)存儲(chǔ)接口分別接有數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器(U5～U8)；其數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)外設(shè)接口(RXD、TXD)還接有RS232電平轉(zhuǎn)換模塊(U11)，該RS232電平轉(zhuǎn)換模塊輸入接電源供電轉(zhuǎn)換模塊輸出電壓V3.3端，其輸出端通過其擴(kuò)展接口(J2)分別接模擬攝像機(jī)、傳感器和補(bǔ)光單元，其模擬攝像機(jī)輸出一端與圖像采集模塊(U10)輸入端連接，另一端與補(bǔ)光輸入單元連接；其所述各部分可構(gòu)成圖像采集閉環(huán)控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車牌照自動(dòng)識(shí)別儀，其特征在于CPU數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用面 向多媒體的DSP，采用芯片TMS320DM642。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車牌照自動(dòng)識(shí)別儀，其特征在于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用SDRAM； 程序存儲(chǔ)器采用FLASHA。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車牌照自動(dòng)識(shí)別儀，其特征在于補(bǔ)光單元，可采用閃光燈 或ELD燈。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種汽車牌照自動(dòng)識(shí)別儀，它包括攝像機(jī)、車牌識(shí)別儀、傳感器及補(bǔ)光單元；其識(shí)別儀外接口分別與模擬攝像機(jī)、傳感器和補(bǔ)光單元連接；車牌識(shí)別儀中主要采用專門面向多媒體應(yīng)用的DSP為主控芯片，該CPU處理系統(tǒng)的接口連接有電源供電轉(zhuǎn)換模塊、RS232電平轉(zhuǎn)換模塊、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器及圖像采集模塊；其各部分所構(gòu)成的系統(tǒng)可通過模擬攝像機(jī)采集到的車牌圖像和識(shí)別結(jié)果數(shù)據(jù)通過CPU處理系統(tǒng)輸出的視頻數(shù)據(jù)信號(hào)由以太網(wǎng)接口傳給上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該系統(tǒng)具有集成度高、穩(wěn)定性好、識(shí)別率高、適應(yīng)性強(qiáng)、性價(jià)比優(yōu)等優(yōu)點(diǎn)；可廣泛應(yīng)用于高速公路自動(dòng)化收費(fèi)系統(tǒng)、車輛超速與超限測(cè)量取證系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G08G1/017GK201667130SQ200920351708
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者劉天宇, 孫利濤, 孫大偉, 曹仁帥, 董鐵軍, 趙全邦 申請(qǐng)人:沈陽聚德視頻技術(shù)有限公司