徐如陽，王媛媛，豐雨軒，穆孝天，劉仁春，姜代紅

(徐州工程學(xué)院 信電工程學(xué)院，江蘇 徐州 221000)

基于物聯(lián)網(wǎng)的車輛套牌稽核系統(tǒng)

徐如陽，王媛媛，豐雨軒，穆孝天，劉仁春，姜代紅

(徐州工程學(xué)院 信電工程學(xué)院，江蘇 徐州 221000)

汽車給人們生活帶來方便，成為人們的代步工具。大量的違法套牌車輛不斷涌現(xiàn)，給交通執(zhí)法部門帶來很大的困擾。針對目前套牌車輛泛濫的現(xiàn)狀,我們提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的車輛套牌稽核系統(tǒng)。采用了C#、Sql Server2014、MATLAB，結(jié)合最短路徑算法、電子地圖等方法，提出了車牌判定及車輛定位算法，并應(yīng)用于該系統(tǒng)，驗證了系統(tǒng)是可行的。

物聯(lián)網(wǎng)；車輛套牌；C#；定位追蹤

本文著錄格式：徐如陽，王媛媛，豐雨軒，等. 基于物聯(lián)網(wǎng)的車輛套牌稽核系統(tǒng)[J]. 軟件，2016，37（11）：37-40

0 引言

隨著生活水平的提高，汽車作為普通家庭的消費品的現(xiàn)象越來越普遍化，一些人為了避免車輛管理的相關(guān)費用、行車方便等現(xiàn)象而使用套牌?；诖宋覀冮_發(fā)了這個基于物聯(lián)網(wǎng)的車輛套牌稽核系統(tǒng)。

本文旨在探討車輛套牌檢索方案，通過抓拍圖像，分析并提取車輛信息、同步位置、時間信息，

通過連接數(shù)據(jù)庫及時更新處理數(shù)據(jù)，運(yùn)用多重約束、最短路徑算法，快速稽查出套牌車輛。交通執(zhí)法人員通過地圖查看套牌車輛位置信息，對該套牌車輛進(jìn)行路徑追蹤，提高了工作的效率，避免了套牌車影響交通秩序，有利地維護(hù)了社會穩(wěn)定。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)總目標(biāo)是,在網(wǎng)狀分布式監(jiān)控點[1]的基礎(chǔ)上，依據(jù)一輛車不可能同時出現(xiàn)在兩個地點、在片段時間內(nèi)只能在一定范圍內(nèi)行駛的原理，通過分析各卡口攝像頭捕捉的車輛信息，實現(xiàn)車輛信息的錄入更新及行車數(shù)據(jù)的分析，完成自動稽核檢測的功能。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 車牌圖像處理流程

車牌圖像處理流程整個套牌檢測的基礎(chǔ)，其識別率高低直接影響到該系統(tǒng)的套牌檢測準(zhǔn)確率及有效率。該處采用基于MATLAB的車牌識別技術(shù)[2]-[4]。該技術(shù)能將通過監(jiān)控點攝像頭抓拍的車牌圖像，進(jìn)行圖像提取、圖像預(yù)處理、車牌位置提取、字符分割、字符識別等一系列算法運(yùn)算，識別出視野范圍內(nèi)的車輛牌照，它運(yùn)用數(shù)字圖像處理、模式識別匹

配技術(shù)，對采集到的車牌圖像進(jìn)行處理的方法，能夠?qū)崟r準(zhǔn)確地自動識別出車牌的數(shù)字、字母及漢字字符，并以計算機(jī)可直接運(yùn)行的數(shù)據(jù)形式給出識別結(jié)果。字符識別采用兩級BP算法實現(xiàn)對字符的識別，并對不能識別的字符進(jìn)行訓(xùn)練。車牌圖像處理模塊結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

圖2 車牌圖像處理流程

圖3 算法流程圖

2.2 套牌判定

套牌車判定模塊通過多約束條件先篩選出符合套牌的數(shù)據(jù)，以提高算法執(zhí)行效率，用預(yù)設(shè)的幾個關(guān)鍵路徑的最短時間作為輸入?yún)?shù)，使用Dijkstra算法及Google地圖中的道路卡口位置信息，得出范圍內(nèi)經(jīng)過道路任意兩監(jiān)控區(qū)域所需的最少時間值作為判定套牌的的時間閾值。根據(jù)行車時間與最小閾值的對比，可以判定出是否為套牌車輛。

判定方法：根據(jù)車輛所經(jīng)過的每個監(jiān)控點所拍攝的記錄信息，系統(tǒng)會自動分析數(shù)據(jù)庫中車牌的一段時間內(nèi)的記錄，判斷車輛是存在套牌嫌疑。

套牌判別算法描述，如圖3所示。

根據(jù)捕獲分析的車牌號carid，通過獲取的車牌號在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行檢索該車輛的行車路徑(route1, route2, route3,…, routeN)及通過對應(yīng)監(jiān)控點的時間信息(time1, time2, time3,…, timeN)，N代表監(jiān)控點的分布數(shù)量；

選取通過卡口數(shù)據(jù)(routeK，timeK) (K=1, 2, 3, …, N)進(jìn)行邏輯一致性檢測，初始時i=2；

設(shè)定route1作為出發(fā)點，routei－1為目的地，依據(jù)行車的路徑獲取行車方向，聯(lián)系方向derection和監(jiān)控點的分布結(jié)構(gòu)，得到出發(fā)點和終點間N個最短路徑中包含的監(jiān)控點集合(s1, s2, …, sN)；

當(dāng)前時段time1－timeK下，依據(jù)數(shù)據(jù)庫選取片斷時間內(nèi)獲取該車輛在時段內(nèi)的車速；

以(s1, s2, …, sN)為起始點，以獲取的時段內(nèi)行車速度為權(quán)值，使用Dijkstra算法及Google地圖中的道路卡口位置信息，得出事先分析出范圍內(nèi)經(jīng)過

道路任意兩監(jiān)控區(qū)域所需的最少時間值作為判定套牌的的時間閾值；

比較卡口監(jiān)控下車輛在route1和routeK出現(xiàn)時間差Δtime=time1－time2和route1和routei間時間閾值mintime。如果Δtime＜mintime，即可判定該有套牌嫌疑；如果Δtime＞mintime，則K=K+1，進(jìn)入下一步；

如果K＞N，可排除該車輛的套牌嫌疑，否則，轉(zhuǎn)到c。

2.3 套牌定位顯示

根據(jù)套牌判定算法分析出的結(jié)果，結(jié)合NetW-orkProtocol網(wǎng)絡(luò)時間模塊，及時更新地圖上套牌車輛信息，鼠標(biāo)移動到地圖坐標(biāo)上時就會顯示該車輛的車牌號及當(dāng)前的位置信息。

定位地圖顯示模塊主要代碼：

2.4 套牌定位顯示

本模塊主要是對目標(biāo)車輛進(jìn)行路線跟蹤[5]顯示。

實現(xiàn)過程：在列表況獲取車牌號，點擊查詢獲取行車路徑。

定位追蹤主要代碼：

2.5 報表分析

本模塊主要統(tǒng)計套牌車輛數(shù)量的分析統(tǒng)計。

實現(xiàn)過程：通過餅狀圖、柱狀圖、曲線圖、數(shù)據(jù)列表對套牌車輛按照月份、季度、地區(qū)分類統(tǒng)計展示。

報表分析主要代碼：

3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

本系統(tǒng)使用Sql Server數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫設(shè)計一共用到6張數(shù)據(jù)庫表，分別是卡口表（Port）、車輛表（Car）、車主表（Carowner）、管理注冊表（Register）、圖片資源表（Mulmedia_Picture）、行車記錄表（Record）、分析表（Count）、結(jié)果表（Result），因篇幅有限，本文以卡口表和行車記錄表為例，如表1和表2所示。

表1 卡口表（Port）

表2 行車記錄表（Record）

4 系統(tǒng)功能與實現(xiàn)

結(jié)合C#編程、Matlab數(shù)字圖像處理、多約束套牌稽核算法、Gmap電子地圖。實現(xiàn)了車牌圖像處理（如圖4所示）、車輛套牌的判定、定位追蹤等功能（如圖5所示）。

圖4 車牌圖像處理

圖5 定位追蹤模塊

5 結(jié)束語

運(yùn)用數(shù)字圖像、Sql Server數(shù)據(jù)庫查詢分析、C#編程語言等技術(shù)實現(xiàn)了系統(tǒng)的整套功能。通過對目前套牌車輛的基本特征的調(diào)查，依據(jù)多約束條件及最短路徑確定閾值確定車輛是否套牌。綜合車輛信息一致性、記錄匹配、最小閾值計算對套牌車輛進(jìn)行檢測。結(jié)合電子地圖及數(shù)據(jù)報表提高了系統(tǒng)整體的實用性。結(jié)合實驗證明了這一策略的可行性、執(zhí)行的高效性。

[1] 丁偉, 閻慧. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的分布式裝備管理信息系統(tǒng)[J]. 軟件, 2013, 34(6)∶ 17-19.

[2] 姚楠，耿奇. 基于MATLAB GUI 的車牌自動識別系統(tǒng)設(shè)計[J]. 軟件, 2016, 37(3)∶ 44-46.

[3] 李悅, 劉晨. 基于歷史車牌識別數(shù)據(jù)的套牌車并行檢測方法[J]. 計算機(jī)應(yīng)用, 2016, 36(3)∶ 864－870.

[4] 陳小星, 陶志強(qiáng). 一種基于車輛圖像的Keren配準(zhǔn)方法的改進(jìn)算法[J]. 軟件, 2014, 35(12)∶ 20-25

[5] 楊東朋, 徐厚寶. 技術(shù)情報搜索與跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J]. 軟件, 2013, 34(10)∶ 36-38.

The Car Deck Audit System Based on Internet of Things

XU Ru-yuang, WANG Yuan-yuan, FENG Yu-xuan
(Xuzhou Institute of Technology, Institute of electrical engineering, Xuzhou 221000, China)

The car as a mean of transport, brings much convenience to individuals' life. A large number of illegal car decks are constantly emerging, it brought Traffic law enforcement department great obsession. Aimed at the present situation of widespread car decks. In combination with C#, MATLAB, the shortest path algorithm, database analysis technology, function of electronic maprealizing license image processing, car deck judgement and statistical analysis of the vehicle, the vehicle location tracking of car which is fake. we put forward the license plate judgement and vehicle location algorithm, and imply into this system, verifying the feasibility of this system.

Internet things; Car deck; C#; Location tracking

TP311.52

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2016.11.009

徐如陽(1995-)，男，本科生，研究領(lǐng)域：軟件開發(fā)，嵌入式技術(shù)；王媛媛(1996-)，男，本科生，研究領(lǐng)域：軟件開發(fā)，嵌入式技術(shù)；豐雨軒(1996-)，男，本科生，研究領(lǐng)域：軟件開發(fā)，嵌入式技術(shù)；劉仁春(1993-)，男，本科生，研究領(lǐng)域：軟件開發(fā)，嵌入式技術(shù)；穆孝天(1995-)，男，本科生，研究領(lǐng)域：軟件開發(fā)，嵌入式技術(shù)；姜代紅(1969-)，女，博士，教授，研究領(lǐng)域：數(shù)據(jù)庫技術(shù)，嵌入式技術(shù)。