摘 要

本文设计的地下停车场智能管理系统包括车牌识别、车位检测和车位预订三大功能。其中车牌入口处识别和车位实时监测功能是通过数字图像处理技术实现的，即：通过摄像头采集待处理图像，并通过边缘检测、形态学处理、图像分割等操作收集图像中的有效信息，为后续功能的实现和展开提供基础。车位预订功能的实现需要车牌识别子系统提供的车牌信息与管理员系统的数据库相匹配，同时需要车位检测子系统提供实时的可用车位信息，是功能最全面的综合服务系统。

这套管理系统可以大幅降低传统停车场所耗费的车辆登记以及用户寻找车位的时间，提高了停车场的使用效率，进而改善道路的交通质量。

关键词：图像处理；模版匹配；智能停车

Abstract

The intelligent parking management system designed by this paper includes three functions, which is license plate recognition, parking space detection and parking reservation. Among all three functions, the license plate recognition system set at entrance area and parking space real-time monitoring system is realized by digital image processing technology, that is collecting the image to be processed through the camera, and using the edge detection, morphological processing, image segmentation and other operations to collect the effective information in the image, which provides the basis for the implementation and expansion of the follow-up function. To realize the parking-reserving function, the information of license plate recognition subsystem and of database of the administrator system will be needed to match, while parking space detection subsystem provides real-time information of the available park space. In a short, parking-reserving system is the most comprehensive and integrated service system.

This management system can greatly reduce the time spent in the traditional parking area, as well as the time for users to find parking spaces, improving the efficiency of the parking lot and the quality of traffic of the road.

Key Words：image processing；template matching；intelligent parking

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 国内外现状分析 1

1.3 预定设计目标 1

第2章 方案设计 3

2.1 方案比较 3

2.1.1 基于图像处理的车位检测系统 3

2.1.2 基于距离传感器的车位检测系统 4

2.1.3 方案选择 4

2.2 方案论证 4

第3章 车牌识别系统 6

3.1 系统概述 6

3.2 车牌整体处理 6

3.2.1 图像灰度化 6

3.2.2 边缘检测 7

3.2.3 图像二值化 9

3.2.4 形态学处理 9

3.3 字符部分处理 9

3.3.1 阀值分割 10

3.3.2 模式识别理论 10

3.3.3 归一化处理 11

3.3.4 字符识别流程图 12

3.4 识别结果演示 12

3.5 识别误差分析 15

第4章 车位检测系统 16

4.1 系统概述 16

4.2 车位图像处理 16

4.2.1 灰度化处理 16

4.2.2 边缘检测 16

4.2.3 形态学处理 17

4.2.4 车位识别 17

4.3 车位检测演示 18

4.4 识别误差分析 20

第5章 综合服务系统 22

5.1 系统概述 22

5.2 图像传输环节设计 22

5.2.1 基于有线图像传输的系统 22

5.2.2 基于无线图像传输的系统 23

5.3 数据库匹配环节设计 24

5.3.1 管理员系统设计 24

5.3.2 客户端设计 24

5.4 经济性与环保性分析 25

第6章 模拟系统设计 26

6.1 系统概述 26

6.2 硬件电路设计 26

6.2.1 USB摄像头 27

6.2.2 AT89C52处理器 28

6.2.3 HC-SR04超声波测距模块 28

6.2.4 数码管显示电路 30

6.2.5 蜂鸣器报警电路 30

6.3 软件设计 31

6.4 结果演示与分析 31

第7章 总结 33

参考文献 34

附录A Matlab程序清单

附录B下位机程序清单

附录C 电路原理图

附录D 上位机程序面板图

致谢 35

第1章 绪论

本章主要分析了设计课题的研究背景、国内外停车场管理系统的发展和现状以及设计的预定目标。

1.1 课题研究背景

近十年来我国社会经济飞速发展，居民生活质量极大改善,可支配收入迅速提高，“私家车数量不断增加”，然而国内现有的交通管理方法并不能完全适应现实需要，城市交通拥堵状况也、日趋严重，随之带来的很多环境、噪声污染问题也亟待解决，“‘停车难’成为困扰城市管理和发展的主要问题^[1]”。不少大中型城市通过缩减绿化带，修整道路周边环境的方式扩宽城市道路，但未能从根本上解决拥堵问题。鉴于如上情况分析，通过优化停车场管理可以提高车辆的停泊效率，进而改善道路交通。^[2]但是，传统的停车场很难适应车辆大量增多的情况，尤其在车辆出入登记和车位寻找上耗费了大量时间。因此，将智能管理的办法融入停车管理将有效提高停车场的使用效率。

1.2 国内外现状分析