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关键词 智能交通夜上海论坛系统 车牌识别技术 应用研究
中图分类号:TP391.41 文献标识码:A
随着全球经济的快速发展,人们的物质生活质量逐步加深,促进了公路交通事业的快速发展,随之而来的机动车辆与日俱增。由于城市空间有限,面对巨大的城市交通压力,仅依靠发展交通设施已不能解决现已存在的交通拥挤、环境污染、交通事故频发等问题。为了缓解这一压力,利用高科技手段,建立完善的道路网络缓解道路交通增长的需求,智能交通系统应运而生。车牌识别系统作为智能交通系统的核心组成部分,在道路交通管理、交通事故与机动车盗窃现象的抑制以及维护公共安全等方面发挥着重要的作用,因此车牌识别系统已成为现代交通工程领域中研究的重点和热点问题之一。
1车牌识别系统在智能交通中的发展历程
夜上海论坛 随着交通事业的不断发展,车牌识别技术日趋走向成熟,并开逐渐应用于交通、公安、路政、停车场、安防、门禁、智能小区等许多领域。车牌识别系统简单的说是一种以特定目标为对象的专用视觉系统,它能够从一幅图像中提取分割并识别出车辆牌照,运用先进的图像处理、模式识别和人工智能技术,通过对图像的采集和处理完成车辆牌照的自动识别,识别结果可按需求分别包括车牌的字符、数字、牌照图像,以致牌照颜色、坐标、字体颜色等。
2车牌识别系统的研究现状
车牌识别技术起源于上个世纪末,ARGUS的车牌识别系统的识别时间约为100毫秒,通过ARGUS的车速可高达每小时100英里。还有Hi-Tech公司的See/Car?system,新加坡Optasia公司的VLPRS等。
夜上海论坛 国内不少学者也在进行车牌识别方面的研究,实验室方面,西安交通大学的图像处理和识别研究室、上海交通大学的计算机科学和工程系、清华大学人工智能国家重点实验室、浙江大学的自动化系等在车牌识别方面有各自独立的研究,并取得了一定的成绩。中国科学院自动化所的刘智勇等发表文章,他们在一个3180的样本集中,车牌定位准确率为99.4%,切分准确率为94.5%。北航的胡爱明等利用模板匹配技术开发了一种应用于收费站的车牌识别系统,其识别正确率能达到97%以上。华南理工大学的骆雪超、刘桂雄等提出了一种基于车牌特征信息的二值化方法,该系统对效果较好的车牌的识别率能够达到96%。清华大学的冯文毅等利用一种光电混合系统进行车牌识别,系统能够通过硬件来完成车牌识别的全过程。黄志斌等将基于串行分类器的字符识别应用于车牌识别系统中,对车牌识别系统中的分类器进行了详细的研究。目前比较成熟的产品有中科院自动化研究所汉王公司的汉王眼,香港亚洲视觉科技有限公司的慧光车牌号码识别系统等等。
根据IMS研究显示,截止2012年底,全球车牌自动识别市场已经扩展到了3.5亿美元左右。2011年车牌识别达到了年增长率6.9%的成绩。随着市场的发展和用户需求的不断变化,车牌识别保持着快速的发展。车牌自动识别技术算法有了很大的提升,从应用情况来看智能化算法与摄像机完美搭配,能够解决道路交通上遇到的不少难题。
尽管车牌自动识别机会比比皆是,但是其挑战仍然存在。以美国为例,车牌形式各种各样,形状、图片和字体也没有统一的规范。一点车辆可跨国驶入,监控系统面对其他国家或区域的车牌信息时,具体的语言文字也有所不同,摄像机算法必须更为复杂和精准。尽管识别技术已达到炉火纯青的地步,但是目前车牌识别阿拉伯语仍具有很大的挑战。毫不夸张地说,这些字母的难度高于中国的草书。
夜上海论坛 3车牌识别系统可提升的空间及发展
车牌识别系统集中了光电、计算机、图像处理、计算机视觉、人工智能、模式识别等关键技术。随着信息化时代的不断发展,住宅、小区、停车场等需要保安人工监控的地方都将使用车牌识别系统,减少了许多人为因素造成的疏忽之处。也能扩展到犯罪车辆、肇事车辆、被盗车辆的辨识和拦截,交通流量监测等领域,为人们出行的安全和便捷提供了保障。一方面,车牌识别系统本身是一个全数字化的智能系统,以此为技术基础,可以衍生出一些其他功能。另一方面,由于环境因素、车牌自身因素以及拍摄角度等问题,尽管世界上很多研究机构和公司专门从事这方面的研发工作,高可靠性、高性能和高识别率的车牌识别系统还待开发。
参考文献
夜上海论坛 [1] MD.Tanvir Learning Algorithms for Artificial Neural Networks,Proc. 10tb Informantion Engineering Senimar June 2001.
【关键字】:智能交通;产业联盟;技术创新
1 我国智能交通产业存在的问题
1.1参与企业众多,品牌杂乱
夜上海论坛 现如今,在智能交通领域的参与企业有很多,例如在PDA、PDN等信息接受产品移动终端和联通通讯终端等等,不仅仅是通讯企业的参与很多家电企业也纷纷挤入智能交通产业,比方说TCL、创维、康佳、步步高等企业,数码企业也积极地参与智能交通产业比方说爱国者、纽曼等等企业,从GPs导航产品上来说,其主要的产地在于深圳、广州、佛山、东莞以及珠江三角洲等地,据之前统计,我国的车载应用的数量其中广东卫星导航产业的比重高达一半以上,其中对于卫星导航产品有百分之六十之多来自于广东,就目前来说,仅对导航产品来看其品牌就有上百种,知名企业以及小企业都有。众多的品牌导致消费者在选择智能产品的时候处于茫然的状态,不知道选择哪一个品牌。
1.2.企业规模小,成立时间短
夜上海论坛 在众多的智能交通企业之中很多导航产品的生产企业都是在近几年才发展起来的,各企业的竞争力都比较薄弱,根据统计众多的智能交通产业的员工人数在100以下,营业额在500至3000万不等,而且在车载导航系统上很多品牌都走得是贴牌代工的经营模式。
夜上海论坛 2 制约我国智能交通产业发展的瓶颈问题
2.1关键核心技术问题
夜上海论坛 掌握核心科技是智能交通产业发展的中心所在,现如今我国的智能交通产业之中众多的核心科技还是掌握在国外企业中,很多设备都需要从国外进口,不论是智能交通产业的管理还是智能导航产业,其核心技术的缺失导致了国内智能交通产业的发展受到了制约,在我国智能导航之中,很多国外的产品占到了80%之多,尤其是专业测量接收机以及测向接收机等高端产品,就接收机来说,现如今国外的产品在我国之中占比高达三分之二,尤其是航空导航接收机,国外产品甚至可以说是垄断了整个中国市场,而且很多国内的产品的芯片都是采用外国进口。
2.2技术的标准化问题
夜上海论坛 由于产品没有标准化,市场准入缺乏适当标准和门槛,任何投资商都可以自由进入,导致产品质量缺乏保障,降低了消费者对产品的信心和信任度。例如,目前我国大部分GPS生产商都没有标准的生产线和相应的模拟环境检测线以及品控GPS运营商为了节省投入,程序,不买正版软件和电子地图而使用供应商提供的盗版软件和自行拼凑的电子地图,从而导致不同公司的GPS产品及运营系统难以兼容通用、软件无法正常升级、系统经常瘫痪、地图信息过时误导用户,部分监控中心甚至是多系统并存,操作使用不灵,维护复杂困难,不但影响工作效率,而且还存在隐患风险,使庞大的汽车消费群体不能完全成为智能交通产品和服务的消费者。
夜上海论坛 2.3产业链整合问题
夜上海论坛 具备专业的生产程度的智能交通企业在我国很低,仍处于一种分散的状态,之后,尚未形成大量的GPS载波,以减少整个产业链。在我国,成本,节约投资,集研究与开发的软件和硬件系统开发终端功能于一体,同时对硬件和软件的生产、销售和运营。因为它在任何专业生产不足,导致其终端产品有严重的质量问题,产品维修率高,最终导致该行业的竞争力。
2.4市场培育问题
目前,即使在一些国家智能交通示范城市之中,智能交通产品和服务市场形式还仅仅是一部分,对于大多数智能交通产品和服务不了解。如PDA包括SMS、WAP交通信息服务,MMS,和车载患产后抑郁症的单位等交通导航信息服务方式的理解和理解不深,更不用说应用程序。需求不足的智能交通公司无法实现规模经济,而且还严重影响工业的发展空间和发展速度。
结语
夜上海论坛 为我国智能交通产业能够更好的发展,应当在合理借鉴国外发达国家的成功经验同时,基于中国的基本国情,一般来说,在中国智能交通产业的发展应遵循以下基本原则:第一,充分结合我国道路交通的实际情况和国家经济的基本国情,选择性的关键技术研究和系统;其次,在发展模式的选择方面,不应该盲目地复制自顶向下的模型和欧盟的政治和模式,应当走出一条适应我国国情的智能交通产业发展道理。
参考文献
[ 1] Ran B,Lee K Y K,Dong H. Cost - benefit Analysis on Deployment of Automated Highway Systems [J] . Transporta1997 , 1588 : 137 - 144. tion Research Record,
[ 2] Lee D B Jr. Benefit - cost Evaluation of Traveller Information: Seattle's Washington State Department of Transportation website [J]. Transportation Research Record, 2000 , 1739 : 25 - 34.
夜上海论坛 [ 3] Bristow L,Pearman A,Shires J. An Assessment of AdJ] . Transvanced Transport Telematics Evaluation Procedures[ port Reviews, 1997 , 17 ( 3 ) : 177 - 205.
关键词: 智能交通系统;ITS;毫米波雷达;ASV
智能交通系统(ITS)建立在网络化的信息通信技术的基础之上,以实现交通管理的最佳化和道路的有效利用为手段,提高行车的安全性、舒适性以及道路的运输效率。据报道,日本在先进安全自动车(AdvancedSafetyVehicle,ASV)概念中,把ITS所需要的重要驾驶支持系统归纳为包括如下方面:
・防止碰撞前方障碍物的支持系统;
・防止进入弯道危险速度支持系统;
夜上海论坛 ・制动并用式车间距离定速控制ACC(全速度域控制)系统;
・防止越出车线支持系统;
夜上海论坛 ・维持车线支持装置;
夜上海论坛 ・防止碰撞车辆周围死角障碍物系统;
夜上海论坛 ・灯光随动系统(AFS);
夜上海论坛 ・被碰撞预知伤害降低系统;
夜上海论坛 ・行人伤害降低及安全气囊系统;
・睡意警报装置;
・所有座位安全带使用劝告装置;
・后侧方和侧方信息提供装置;
夜上海论坛 ・紧急制动信息提供装置;
・夜间前方行人信息提供系统;
夜上海论坛 构建上述系统需要用于道路环境和车辆状态检测的各种传感器以及用于信息提供、报警及操作支持的各种控制装置。此外,与ASV道路交通和通信信息系统配套的车载信息通信系统(Telematics)要满足两方面的通信需求:1.与道路信息的协调;2.与通信系统的协调。因此,以汽车为中心的信息通信技术、先进的驾驶控制系统和环境识别系统是汽车电子发展的下一波热点,其中,核心技术之一就是先进的无线通信技术。
本文试图向中国汽车电子、半导体和通信行业的技术人员概要介绍先进的车载无线通信技术在推动智能交通系统的发展中所发挥的作用,从而为中国汽车电子产业的技术升级提供参考。
车载无线网关提供统一的信息通信平台
目前,领先的汽车制造商已经开始研发针对驾驶员的信息服务系统和信息通信系统。例如克莱斯勒集团和Hughes Telematics公司宣布将提供集合了信息娱乐、安全和远程诊断功能的车载信息通信系统(Telematics)。福特公司将提供配备蓝牙和微软操作系统的汽车。Autonet Mobile公司也计划推出能够为车辆提供互联网接入服务的技术。
建立这些系统有望为制造商、零售商、消费者、导航服务提供商以及内容原创公司带来新的附加价值。例如,基于陆地和卫星的技术将为安全、保密、信息娱乐、远程诊断、维护通知和多播提供信息通信服务,最终有可能使远程升级车载系统成为可能。如图1所示,下一代智能交通系统将建立在先进的移动通信、卫星通信和互联网的基础之上。
从上图显而易见,无线通信技术将在智能交通系统中扮演重要的角色。瑞萨科技的专家指出(图2),为了满足基于无线的信息通信系统的需要,汽车中有望出现一个智能交通电子控制单元(ITS ECU),由它通过WLAN和专用短程通信(DSRC,Dedicated Short Range Communication)实现车与车之间、车与路之间的通信。可以想象,3G无线通信有着广阔的应用前景,本文在此不赘述。
值得注意的是DSRC技术的发展动向。国际上,DSRC标准化体系分为欧、美、日三大阵营所制订。欧洲采用的是CEN/TC278标准、日本采用的是ISO/TC204标准,它们都选择5.8GHz作为DSRC通信频率;美国正逐步地将应用于智能交通领域内的自动车辆识别的频率转向5.8GHz~5.9GHz系统,Fcc(美国联邦通信委员会)也正式将5.9GHz频段批准用于专用短程通信。中国目前采用的是源于ISO/TC204国际标准化组织智能运输系统技术委员会(国内编号为SAC/TC268)的5.795―5.815GHz ISM频段。目前,2.45GHz系统应用相对较少,没有形成主流。
夜上海论坛 传统上,DSRC是ITS智能交通系统领域中专门用于机动车辆在高速公路等收费点实现不停车自动收费EFC(Electronic Fee Collec―tion)的技术,也就是长距离RFID射频识别(又称电子标签E-tag)。DSRC标准主要涉及两类设备:路边设备RSU(Road-Side Unit)和车载设备OBU(On-Board Unit)。正是通过路边设备RSU与车载设备OBU之间建立通信,使得装有OBU的机动车辆在中速(50~60Km/h)情况下通过部置有RSU天线的门架时,实现车辆与路边设备RSU的数据交换。
国际上,松下电器在CEATEC JAPAN 2006上展出了支持5.8GHz频段DSRC的新一代ITS车载设备,这种通信系统将过去一直用于EFC的DSRC应用范围扩展到了其他服务和安全行驶辅助领域,例如,接收交通拥堵信息等等。该产品预计将在2007年度投入实用。
夜上海论坛 此外,推出DSRC芯片方案的还有冲电气工业、东光和TransCore公司。以TransCore公司研制出的Modem为例,它除了具备专用短距离通信功能之外,还能够实现长距离GPS和卫星通信的功能。据报道,该Modem的GPS精确度可达1米,并提供与汽车之间的多路通信通道,能够给车辆提供安全服务,且具有自动预警功能,并不受地域限制。该项技术将使汽车OEM厂商可以开发出完整的预防安全系统,具备火灾自动报警以及防止相撞的功能。
利用DSRC技术避免汽车之间的相撞事故是一项尖端的技术研究目标。业内认为,DSRC基础设施网络的建设是一个相当漫长的过程,这为中国半导体行业开发具备WiMAX、DSRC、GPS甚至蜂窝电话通信功能的统一无线网关,促进智能交通系统的发展提供的重要机会。可以预见的是,未来的汽车将成为一个随时随地由无线网络连接的移动通讯平台。
利用毫米波雷达和图像传感器构建智能驾驶控制系统
夜上海论坛 据日本Hitachi公司的研究显示,日本和西方国家正在努力开发更为先进的安全技术,其目标是把每年的交通事故和灾害降低30%~50%,为此,要开发一种新型的驾驶控制系统,这种的系统的主要功能包括:
夜上海论坛 ・自适应巡航系统(ACC);
夜上海论坛 ・预防撞刹车系统(Precrash Safety System);
・停止和前进(stop―And―Go)控制系统;
・车道保持系统(LKS);
为了实现上述功能,需要采用一系列基于毫米波雷达的环境识别传感器、图像处理 摄像机以及新型的刹车、方向盘和其它子系统。其中的关键无线电技术就是毫米波雷达传感器。
目前,国际汽车半导体厂家在毫米波雷达器件上已经取得了一系列突破。例如,飞思卡尔半导体已经展示了使用硅锗(SiGe)技术的面向77GHz频带毫米波雷达的射频(RF)芯片。该芯片主要面向在部分汽车上配备的车与车之间的间距控制系统及预防撞安全系统等的车间距检测用途。与此同时,飞思卡尔还开发将射频芯片与接口IC、微控制器一起封装的毫米波雷达模块,以及旨在使该模块实现小型化的小型天线。由于通用毫米波雷达将来会成为必不可少的装备,据称,该公司今后还将对毫米波雷达的所有技术进行不断开发。
此外,新日本无线公司成功开发了使用76GHz频带的面向车载毫米波雷达的VCO。在AIN底板上形成基于微带线的电路后,通过表面封装耿氏二极管及变容二极管形成VCO。日本村田公司也推出了采用介质振荡器、振荡频率为38GHz的VCO。京瓷不久前也推出了两款用于60GHz频段无线通信和76GHz频段车载雷达等毫米波频段的陶瓷天线。
夜上海论坛 在实际使用的过程中,雷达系统与偏航速率传感器采用一体化设计,配备于车前隔栅后方。成功的案例包括:德尔福最大检测角度为15度的新型巡航控制系统毫米波雷达;雷克萨斯LS460车型使用毫米波雷达和摄像机实现车辆前方障碍物识别功能和后方车辆识别功能;日野为Profia车型增加的标配追尾减轻制动系统,它利用毫米波雷达判断出追尾危险后,发出警报音并起动制动器,通过追尾减轻制动系统中的“预防撞安全系统”来防止碰撞。
由于毫米波雷达产生的电波能够穿透人体,从而给健康造成不良影响,因此毫米波雷达在能够检测的障碍物方面存在局限性,比如不能将行人作为障物来检测等,只能借助于摄像技术。在这方面,NEC抢占日本市场半壁江山的“预防撞安全”系统市场,该公司利用车载图像识别并行处理器,通过采用结合毫米波雷达及摄像头等多个传感器的信息进行综合处理的方式,检测包括前方车辆及行人在内的立体物体的距离和速度,向驾驶员发出警报,从而减轻冲撞造成的伤害。因此,代表了环境识别技术的发展方向之一。图3为基于毫米波雷达和图像传感器的环境识别技术在汽车中的应用的示意图。
结语
夜上海论坛 随着智能交通系统的发展以及驾驶员对信息通信需求的增加,对路-车之间、车-车之间无线通信技术的需求与日俱增。
比较而言,传统的车载无线电设备一收音机、GPS、遥控无钥进入、TPMS和GSM/GPRS设备等,都是相对独立的无线电设备。在智能交通系统中,把无线通信技术、车载汽车计算平台、信息显示系统以及驾驶控制系统有机地结合起来,构成统一的ITS ECU或车载信息通信系统(Telematics)平台,将对无线电通信技术提出更高的要求,设计过程中面临的最大挑战在于如何将不同标准和频点的无线电通信设备集成为一体。在此,软件无线电技术将有着无限的应用空间。
夜上海论坛 由于智能交通系统的建设牵涉面广,因此,需要汽车制造商与汽车电子、半导体、通信、软件设计及内容提供等行业开展广泛的跨行业协作。此外,国家的产业政策支持以及相关标准的引导也是至关重要的。
参考文献:
夜上海论坛 1.‘Trends in Drive Control Systems and Hitachi Group Initiatives,’Hitachi.
夜上海论坛 2.‘瑞莎汽车电子技术的应用和发展’.2006汽车电子深圳技术论坛峰会演讲文集
3.易汉文,‘美国智能交通10年发展规划’
夜上海论坛 4.中国电子报,www.cena.COrn.cn
5.www.hitachi.com.cn
6.吕京建.‘汽车计算平台新技术综述’,电子产品世界www.eepw.com.cn/othermeeting/2006em/汽车计算平台新技术综述一吕京建.pdf