用于識(shí)別車牌的智慧交通應(yīng)用方案

隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，人們生活水平的提高，道路上的車輛變得越來(lái)越多。這不僅增加了交通壓力，對(duì)車輛的管理也提出了更高的要求，有沒(méi)有新的科技去解決這些難題呢？答案當(dāng)然有，它就是智能電子車牌。

提到智能電子車牌，很多人都會(huì)感到好奇，在這里就要給大家科普一下什么是智能電子車牌以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。目前，最常見(jiàn)的對(duì)車牌的定位和識(shí)別基本還是依賴圖像識(shí)別，檢測(cè)到車牌號(hào)后與數(shù)據(jù)庫(kù)中的名單進(jìn)行比對(duì)處理，但是圖像識(shí)別受環(huán)境因素影響大，識(shí)別車牌容易出錯(cuò)，而且在采集圖像時(shí)也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)盲區(qū)，這些不可控的因素限制了圖像識(shí)別的進(jìn)一步發(fā)展。

為了能解決這一系列問(wèn)題，智能電子車牌就應(yīng)運(yùn)而生了，智能電子車牌是基于RFID技術(shù)，而RFID技術(shù)作為一種新興的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，與傳統(tǒng)的視頻和圖像處理車牌識(shí)別技術(shù)相比，基于RFID技術(shù)的車輛識(shí)別準(zhǔn)確性高，不易受環(huán)境的影響，無(wú)盲區(qū)，可以準(zhǔn)確、全面地獲取車輛的狀態(tài)信息以及路網(wǎng)交通狀況。未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)是電子車牌識(shí)別逐步替代傳統(tǒng)車牌的識(shí)別方式。

圖 1 汽車電子標(biāo)識(shí)

電子車牌的核心就是基于RFID技術(shù)的電子標(biāo)簽，而RFID電子標(biāo)簽又分為有源和無(wú)源的兩類，兩種標(biāo)簽的優(yōu)缺點(diǎn)如表 1所示。

表 1 電子標(biāo)簽對(duì)比

考慮到電子車牌的使用壽命和使用場(chǎng)景，無(wú)源電子標(biāo)簽具有壽命長(zhǎng)、體積小易安裝、成本低廉的特點(diǎn)，更適合車輛安裝使用。在通信距離的選擇上，超高頻UHF 860MHz~960MHz的無(wú)源RFID電子標(biāo)簽具有通信距離長(zhǎng)，傳輸速率快的優(yōu)點(diǎn)，其用作電子車牌的識(shí)別是一個(gè)非常不錯(cuò)的選擇。

既然電子車牌識(shí)別前景這么廣闊，那么它本身肯定具有很多相比傳統(tǒng)圖像識(shí)別技術(shù)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，具體的基本要求和技術(shù)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在哪些地方呢？我們就簡(jiǎn)單的列舉幾條如下：

電子車牌的基本要求：

可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)（車輛型號(hào)、顏色、車主信息）；

可遠(yuǎn)距離讀取識(shí)別標(biāo)簽，固定式讀取設(shè)備距離在10米以上；

可靠性高，讀取成功率高達(dá)99.99%以上；

可同時(shí)識(shí)別大量標(biāo)簽，最大每秒200個(gè)以上；

精準(zhǔn)識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)中的標(biāo)簽，移動(dòng)識(shí)別速度可達(dá)100km/h以上。

電子車牌的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

數(shù)據(jù)加密，標(biāo)簽通訊過(guò)程中采用獨(dú)有的算法，第三方設(shè)備無(wú)法讀??；

安裝簡(jiǎn)易，無(wú)需任何特殊安裝工具或材料；

獨(dú)有的人卡、車庫(kù)編組匹配算法，可以準(zhǔn)確判斷出非法使用的機(jī)動(dòng)車輛；

全天候，可以在任何天氣情況下可靠地工作。

正是由于電子車牌相比傳統(tǒng)車牌有這么多的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，可以預(yù)見(jiàn)在不久的將來(lái)，機(jī)動(dòng)車輛將會(huì)逐步使用帶有電子標(biāo)簽的電子車牌替代目前的傳統(tǒng)車牌，這樣一來(lái)，從車輛前端的電子車牌，到后端的車牌識(shí)別、數(shù)據(jù)傳輸、車輛管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、終端查詢等整個(gè)平臺(tái)的構(gòu)建和發(fā)展前景都是十分廣闊的，圖 2是整個(gè)平臺(tái)組成架構(gòu)的示意圖。

圖 2 平臺(tái)架構(gòu)示意圖

說(shuō)完電子車牌的原理和優(yōu)勢(shì)，可能會(huì)有“老司機(jī)”開(kāi)始疑惑了，電子車牌真的實(shí)用不？具體應(yīng)用體現(xiàn)在哪里？接下來(lái)我們就簡(jiǎn)單的聊一聊電子車牌的應(yīng)用場(chǎng)景。

場(chǎng)景1： 智慧停車系統(tǒng)

說(shuō)起目前的大多數(shù)停車場(chǎng)管理，可能很多“老司機(jī)”或多或少都遇到過(guò)停車難、收費(fèi)貴、沒(méi)有車位等等問(wèn)題。為了解決這些停車難題，近年來(lái)，國(guó)家政策明確提出了大力推動(dòng)智慧停車系統(tǒng)、自動(dòng)識(shí)別車牌等高新技術(shù)的應(yīng)用。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，智慧停車的“智慧”就體現(xiàn)在：智能找車位+自動(dòng)繳停車費(fèi)。

那么，目前究竟如何實(shí)現(xiàn)智慧停車呢？我們就拿最常見(jiàn)的停車場(chǎng)來(lái)說(shuō)吧。最主要的技術(shù)就是車牌識(shí)別技術(shù)和不停車電子收費(fèi)（ETC）技術(shù)。裝有電子車牌的車輛在進(jìn)入停車場(chǎng)前，智慧停車系統(tǒng)通過(guò)電子車牌識(shí)別設(shè)備可以遠(yuǎn)距離準(zhǔn)確識(shí)別車輛身份，記錄車輛進(jìn)出場(chǎng)時(shí)間以準(zhǔn)確收費(fèi)，使車輛快速通過(guò)，無(wú)需停車進(jìn)行人工記錄。當(dāng)停車結(jié)束車輛駛出停車場(chǎng)時(shí)，智慧停車系統(tǒng)會(huì)通過(guò)車牌識(shí)別天線與電子車牌進(jìn)行短程通訊，在不需要司機(jī)停車和其他收費(fèi)人員采取任何操作的情況下，自動(dòng)完成收費(fèi)處理全過(guò)程。

圖 3 智慧停車系統(tǒng)

通過(guò)應(yīng)用智慧停車系統(tǒng)可以提高通過(guò)效率，防止收費(fèi)站口交通“瓶頸”的發(fā)生，同時(shí)通過(guò)RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)人為干預(yù)的收費(fèi)，有效地遏制了偷逃停車費(fèi)、收費(fèi)人員玩忽職守、徇私舞弊等行為，同時(shí)降低收費(fèi)站的管理成本，更快地收回基礎(chǔ)設(shè)施的投資。

場(chǎng)景2： 智能交通管理系統(tǒng)

RFID技術(shù)可以作為交通調(diào)度系統(tǒng)信息采集的有效手段，在交通調(diào)度管理系統(tǒng)中得以應(yīng)用。比如將RFID應(yīng)用于公交車場(chǎng)管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)裝有電子車牌的公交車進(jìn)出站時(shí)信息自動(dòng)、準(zhǔn)確、遠(yuǎn)距離、不停車采集，使公交調(diào)度系統(tǒng)準(zhǔn)確掌握公交停車場(chǎng)公交車進(jìn)出的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息。通過(guò)實(shí)施該系統(tǒng)可有效提高公交車的管理水平，對(duì)采集的數(shù)據(jù)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行研究分析，可以掌握車輛使用規(guī)律，杜絕車輛管理中存在的漏洞，實(shí)現(xiàn)公交車輛的智能化管理，提升城市形象。

圖 4 公交車管理系統(tǒng)

此外，采用RFID作為技術(shù)手段具有很高的經(jīng)濟(jì)性，與全球定位系統(tǒng)（GPS）等技術(shù)相比具有安裝方便、適應(yīng)性強(qiáng)、成本低、車輛無(wú)需改造等特點(diǎn)。同時(shí)也可以針對(duì)一些垃圾運(yùn)輸車輛、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛等特殊服務(wù)車輛進(jìn)行專門的調(diào)度和管理。通過(guò)車輛上安裝的電子車牌，在特定路段的監(jiān)控點(diǎn)放置識(shí)別設(shè)備來(lái)監(jiān)控車輛是否按照規(guī)定的路線行駛，在有泄漏等突發(fā)情況出現(xiàn)時(shí)可以及時(shí)定位事故車輛的位置。

通過(guò)上述兩個(gè)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的介紹，使得我們對(duì)電子車牌有了一個(gè)更直觀更清晰的認(rèn)識(shí)，圖 5是電子車牌在具體行業(yè)應(yīng)用中的示例圖，從中我們可以看出，電子車牌應(yīng)用的關(guān)鍵，離不開(kāi)讀寫設(shè)備和數(shù)據(jù)傳輸。致遠(yuǎn)電子推出的IoT7000A-LI網(wǎng)絡(luò)控制器，采用Cortex-A7內(nèi)核的 i.MX6UL多媒體應(yīng)用處理器為核心，主頻528MHz，雙百兆以太網(wǎng)，板載雙MiniPCIE接口設(shè)計(jì)，可擴(kuò)展GPRS/3G/4G、ZigBee、LoRa、WiFi、GPS/北斗等無(wú)線通信模塊，搭建了局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間的橋梁，配合車牌識(shí)別天線能輕松實(shí)現(xiàn)車牌數(shù)據(jù)的讀取、傳輸功能，并且可以在-40℃～+85℃溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，滿足各種條件苛刻的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合，是構(gòu)建智慧交通系統(tǒng)的必備品。

圖 5 電子車牌在行業(yè)中的應(yīng)用

圖 6 IoT7000A-LI網(wǎng)絡(luò)控制器

未來(lái)，隨著科技的進(jìn)步，從智能穿戴到智慧出行，以后的智慧城市也將會(huì)離我們?cè)絹?lái)越近，人們的出行也將變得更加方便，讓我們期待科技創(chuàng)新帶給我們的美好的未來(lái)吧。