80年代以来，随着我国国民经济的迅速发展，机动车辆规模及流量大幅度增加，全国机动车量年均增长15%以上，城市通路里程年均增长7.9%，高速公路和城市交通管理现代化水平的提高势在必行，迫切需要采用高科技手段来充实和加强交通管理水平。
作为收费系统的主要目的是在保证车辆通行的前提下，最大限度的减少通行费的流失，而现有高速公路收费系统中由于没有车牌号管理，或是有此管理但 仅单靠收费员人工输牌照号，所以依然存在着各种各样的倒卡、换卡以及收费员营私舞弊现象，甚至在某些地方已经形成倒卡团伙。因此在已建成的收费系统或新建 的收费系统中加入车牌自动识别，不仅可以减轻收费员的劳动强度，更可彻底解决现有收费系统中存在的漏洞，为业主减少通行费的流失，随着联网收费的推广应 用，车牌识别技术将会为公路收费管理带来极大的便利。
车牌识别技术
汽车牌照识别技术（License Plate Recognition, LPR，简称“车牌通”）是一个特定目标为对象的专用计算机视觉系统， 该系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，它运用模式识别、人工智能技术，对采集到的汽车图像进行的方法，能够实时准确 地自动识别出车牌的数字、字母及汉字字符，并以计算机可直接运行的数据形式给出识别结果，使得车辆的电脑化监控和管理成为现实。 车牌定位、字符切分，并运用独创的基于二值特征的识别算法和基于灰度特征的识别算法相结合，是ITS的一个重要组成部分，它的成功开发必将大大加速ITS 的进程。
一、车辆牌照基本元素
我国机动车使用的牌照主要是根据公安部一九九二年颁布的《中华人民共和国机动车号牌》标准（GA36-92）制作的。此外部队、武警等部门的汽车牌照也有自己的标准，但是无论哪种汽车牌照都由下列基本元素组成：
1、汉字（牌照中包括的汉字大约60个）、
2、英文字母（A-Z）
3、数字（0-9）
4、颜色（蓝、黄、白、黑）
二、车辆牌照识别设备包括
触发单元、抓拍单元、处理单元
三、车辆牌照识别的优点
1、高速：把以不高于时速120Km的汽车车牌号码自动识别出来的时间≤0.8秒，并将车牌号数据实时传送至车辆管理中心。
2、高识别率：采用相关的演算当作基本技术的独特算法，无论半天或夜间都能够保持较高的自动识别率。
3、小型廉价：采用了一个160mm×100mm的一个板卡即可完成一个车道的所有识别的处理。
4、软硬结合，独立工作：系统自动完成牌照的识别成像、照明、识别三个过程。
5、智能补光：自动开启闪光灯，调节闪光灯强弱，达到最佳照明效果。
6、元素识别齐全：对颜色、汉字、字母、数字的每个元素识别率较高。
7、全天候工作：解决影响牌照识别率的气候、环境、灯光等因素。
四、车牌识别需解决的技术难点
1、算法难点：汽车牌照区域定位、变形校正、旋转校正、污损修复、字符切分、字符识别
2、成像环节难点：环境光影响（太阳定向反射、镜面反射）、车辆高速运动中成像
3、系统运行难点：全天候连续工作、系统无故障时间
车牌识别技术的组成及原理
一、系统组成：
汽车牌照自动识别系统由车体感应器、彩色摄像机、辅助光源、图像采集预处理器、主控电脑和识别系统软件组成。
二、系统原理：
本系统的原理框图如下所示，主要工作流程是：当车辆通过关卡，经过车体位置传感器的敏感区域时，传感器发送一个信号给图像采集控制部分。采集控 制部分首先由控制采集卡采集一幅汽车图像送至图像预处理模块，然后再由预处理模块对输入图像进行处理后送入电脑。电脑内的软件模块从输入图像中找到牌照的 位置，对牌照作字符切分，得到各个字符的点阵数据。字符识别模块从点阵数据中提取字符数据，与模板库进行匹配，以OCX控件的方式给出识别结果。应用系统 调用这个结果组建数据库后，就可以根据具体需要编制各种不同类型的管理程序，从而达到管理的目的。
车牌识别技术实现的功能
一、防止不同车辆之间换卡：通过在出口处核查通行卡上的车牌号卡实现。
二、防止同一车辆进行倒卡（走长缴短）：通过严格的时限检查发现可能有问题的车辆，在中心数据库中搜寻此车的真正入口。如和卡上的入口不符，则为同车倒卡。
三、防止卡流失：通行卡上必须写有车牌号，这可以彻底杜绝收费员通过模拟过车等方式得到通行卡。另外在中心数据库中对应了卡号和车牌号，即使闯关出去的车辆也可以找到它的入口卡号和车牌号，并可通过公安进行追查。
四、防止收费员利用车类或降档车型进行营私舞弊：通过车牌号和免费车库的比较来确定免费车，通过车牌颜色来辅助核查分型结果，可以发现收费员在其中是否有营私舞弊行为。
五、自动放行，提高通行能力，减少通行卡投资：对于免费车和月票车，通过车牌号和数据库中免费车库和月票车库的比较，可实现公务车、军警车、特殊车、月票车的不发卡自动放行。
六、稽查黑名单车：通过车牌号和黑名单库比较，可发现各类黑名单车。
七、车辆管理统计：可实现某一辆车、某单位车、某地区车的通行情况分类统计。
八、辅助车型分类：通过车牌号对应出车的车型，可对收费员的分型进行核查。
车牌识别技术的应用
一、完善的车牌识别系统包括：
1、极高的识别效率
2、完全开放的应用平台
3、系统构成简单，安装维护方便
4、系统可靠性高，能够满足各种使用条件
5、系统稳定性高，一旦崩溃恢复要快
6、功能完备，应用软件丰富
7、适宜的性价比
二、车牌识别系统采用的技术：
目前国内外汽车牌自动识别技术主要采用软件方式及软硬件结合方式两种技术方案。
——软件方式
就是通过识别软件对普通的车辆图像进行牌照识别，它的最大特点就是成本低，通用性好。
——软硬件结合方式
就是首先通过专用的图像抓拍设备获取一幅适合于计算机识别汽车牌照的高质量图像，然后用软件、硬件结合的方式对所获取的专用图像进行牌照识别，它的特点是识别率高，能够全天候工作。其中包括以下核心技术：
一、车牌定位技术
采用独特的车牌定位算法，在各种不同的光照背景下均能很好地定位出车牌（车牌定位正确率＞99％），大大增强了系统的适应性，为进行车牌图像匹配奠定了良好的基础。
二、光学字符识别技术（OCR）
采用识别车牌字符的OCR技术以通用OCR算法为基础，并针对车牌字符特征进行了优化，具有很高的性能（车牌字符识别率＞98％）。
三、车牌图像匹配技术
把图像匹配技术应用于智能交通领域。运用专用的图像匹配算法，具有准确的匹配性能和极快的匹配速度（车牌匹配正确率＞98％）。
其次，为了获得质量出众的采集图像，采用光照不足时还可自动开启补光照明，保证了拍摄图片的质量。
四、车牌识别系统应用的领域：
1、高速公路收费管理系统在收费入、出口分别完成车牌号码识别和车牌匹配工作，当车辆经过出口时，系统识别车牌并调出车辆的入口资料，自动计算 出应缴纳的金额，起到了防止内部人员作弊的作用。此项功能针对纳入"黑名单" 的车辆，如：冲关后或肇事后逃逸的车辆、被公安部门通缉或挂失的车辆、欠交费的车辆等。只要将其车牌资料输入系统中，系统就会处于自动检测状态，24小时 不停地对所有经过车辆自动进行识别、比较、处理；一旦发现上述车辆经过，立刻给出控制信号驱动报警装置和拦截装置，进入报警拦截状态，也可向110控制中 心传送报警信号，达到车辆自动稽查的目的。通常用于交通监控卡口、路桥收费卡口、停车场入口等。除了作为社会治安的一个环节为社会服务外，还可直接为企业 服务，产生经济效益。其效益表现为处以罚款或补交费用。
车辆的自动放行，如特种车辆（军车、警车）、预交费车辆（如已办理月、年缴费卡的车辆）以及其他授权免费通行的车辆。系统处于自动检测状态的过 程与上述情况相同。所不同的是，一旦发现该类车辆经过，给出的控制信号不是驱动拦截装置，而是驱动放行装置。此时系统会自动开启道闸，达到车辆不停车过卡 和减少工作人员劳动强度、严化内部管理的目的。通常用于路桥收费卡口专用车道、停车场的收费口以及大型单位出入口。
其作用是可以解决车流高峰期的堵塞问题和减少运作费用，维护业主利益。
2、高速公路超速自动化监管系统的应用，以车牌识别技术为核心技术，辅助其他高科技手段，建立高速公路超速无人值守的自动监测、自动布控系统是解决高速公路上因超速造成交通事故的有效手段。
3、公路布控采用车牌识别技术，实现对重点车辆的自动识别、快速报警处理。不仅可以有效防止机动车辆被盗，而且为公安、监察机关对犯罪嫌疑人所驾驶的车辆自动监控、跟踪提供了高科技手段。
4、能对已保存的图像文件进行集中识别处理，大大减少劳动强度，大幅度提高处理速度和效率。这一功能通常用于电子警察系统、道路监控系统。
5、防套牌、车辆自动跟踪：利用车辆信息网上的实时信息，以同一车牌出现时的方位、距离、时间等参数，快速计算处理，自动查出该车牌是否属于套牌车。同样也可利用网上信息查悉指定车辆的行踪。
6、自动扣费，电子钱包缴费全国通用：自动扣款收费，一方面能实现不停车收费，解决卡口车流瓶颈问题；另一方面又能杜绝人与现金的接触，解决与 现金有关的种种问题。该系统与其他相关的系统的有机结合可方便应用于各类封闭式和开放式路桥卡口自动收费系统，根据联网规模的不同，适用于IC卡、金路 卡、虚拟储值卡以及金融卡等各种自动扣费方式，可从路段扩展到区域、地区、跨地区以至全国路网。
智能交通系统（ITS）在我国尚属起步阶段，车牌识别技术在ITS系统中占有重要位置。车牌识别技术的推广普及，必将对加强高速公路、城市道路管理，减少交通事故、车辆被盗案件的发生，保障社会稳定等方面产生重大而深远的影响。
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