智能限高杆提醒系统设计(附件)
车辆撞击限高杆导致的事故频繁发生，现有的限高杆在保护现有桥梁等交通设置的同时，并不能起到良好的警示作用。本课题的研究目标是设计一款基于树莓派实现车牌识别的智能限高杆。系统可以分为辨识部分和警示部分，辨识部分以树莓派3B+为核心处理器，基于Linux平台，利用激光对准模块来判断车辆是否超出限定高度，若超过则辅以摄像头来作为抓取车辆信息。通过python3.5和OpenCV来对含有车牌信息的图片，进行高斯去噪、灰度化、边缘检测、二值化、闭操作、字符分割、字符识别匹配等一系列图像处理操作最终实现车牌识别这个系统，最后通过串口将车牌信息发送给警示部分，考虑到要提高数据传输之间的可靠性，本系统自定义了串口之间传输的协议帧组。警示部分主要以STC12C5A32S2为处理核心，辅以点阵屏做为警示。单片机在接收到辨识部分发过来的车牌信息之后，将车牌信息显示在点阵屏上面，不断闪烁以警示超高司机注意安全。关键词 限高杆，树莓派，OpenCV，python，STC12C5A32S2
目录
1 绪 论 3
1.1 课题的研究背景 3
1.2 研究目标及内容 4
2 总体设计 5
2.1 设计要求 5
2.2 系统结构图 6
3 主要图像处理算法 7
3.1 图像的灰度变换 7
3.2 图像的增强 8
3.3 对比度增强 9
3.4 图像的平滑 11
3.5 图像的边缘检测 12
3.6 几个重要的边缘检测算子 13
4 部分硬件介绍 16
4.1 树莓派3B+的介绍 16
4.2 STC15系列单片机 18
4.3 RPI NOIR CAMERA V2 摄像头 19
4.4 激光对射模块 20
5 开发环境搭建 20
5.1 PUTTY软件的使用 20
5.2 树莓派3B PYHON3.5 安装OPENCV3.4 22
6 系统软件设计 25
6.1 系统主要开发编程语言 25
6.1.1 p *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
ython语言介绍 25
6.1.2 OpenCV介绍 26
6.2 主要辨识部分系统 27
6.2.1 系统功能 27
6.2.2 系统初始化程序设计 28
6.2.3 车辆高度判断设计 28
6.2.4 图像采集设计 29
6.2.5 车牌区域的定位 30
6.2.6 车牌的倾斜度调整 33
6.2.6 车牌字符分割 34
6.2.7 字符识别匹配 35
6.3 警示部分的软件设计 36
6.3.1 系统功能 36
6.3.2 系统初始化程序设计 37
6.4 系统通信部分设计 38
6.5 车牌定位的结果分析 39
7 系统调试 42
7.1 主要辨识部分调试 42
7.2 警示部分测试 43
7.3 系统联调 44
结论 47
致 谢 48
参考文献 49
附录A 论文相关的成果 51
附录B 智能限高杆系统硬件电路 51
附录C 警示部分代码 54
附录D 主要辨识部分代码 54
1 绪 论
1.1 课题的研究背景
在当前的社会中，限高杆的作用是为了限制车辆通行的高度，用来保护桥梁、隧道等交通设施，但是现有生活中中所使用的限高杆技术往往都是刚性的，大多数的制成材料是用金属，因为汽车在行驶时具有一定的速度，又因为汽车的质量很大，所以汽车具有很大的惯性，如果当一个驾驶员驾驶者一辆高度很高的汽车，并且前面有跟限高杆，而这个驾驶员没有看到这个限高杆。很容易就会撞上去，这样会造成很严重的交通事故，轻一点的话车辆被撞坏。严重的话会导致车毁人亡的后果，更严重的话还可能会造成交通的堵塞和其他人员的伤亡。为了解决限高杆的这一不足，本课题目的就是制作一个智能限高杆提醒系统设计[1]。
智能限高杆提醒系统设计分为三个部分，第一部分对车辆是否超过限定高度进行判断；第二部分主要讲解的是车牌识别部分，也是本智能限高杆系统设计功能实现的核心部分。第三部分显示部分做到超高车辆200米甚至更远距离进入限高区域即主动发出警告，警告形式采取高亮红灯闪烁、LED屏幕车牌显示等方式。
车牌识别的背景在于随着现代社会的经济的不断发展，科技的发展水平也在不断地进步，人民大众对于物质生活的要求也在不断地增强，人们变得越来越有钱，也越来越懂得享受生活。因此，车辆的数量在不断增加，增加了城市交通的压力，对此要采取解决措施。在当代社会判断汽车身份之一的重要凭证是汽车的牌照。所以如果能够设计出一个比较准确的车牌识别系统，根据车牌的特征和汽车的特征不仅可以用来检测车流量，交通的疏导有所帮助。而且还可以用来当做小区的门禁，停车场管理等等。所以这个在当前的中国社会中拥有非常 广泛的应用场合，也具有一定的现实依据和基础。在此基础上，可以设计一个车牌识别系统，该系统能够在各种场合自动识别车牌，如果能够设计出来的话 这将具有重要意义，并且可以极大地帮助车辆的安全性和管理效率的改善。
目录
1 绪 论 3
1.1 课题的研究背景 3
1.2 研究目标及内容 4
2 总体设计 5
2.1 设计要求 5
2.2 系统结构图 6
3 主要图像处理算法 7
3.1 图像的灰度变换 7
3.2 图像的增强 8
3.3 对比度增强 9
3.4 图像的平滑 11
3.5 图像的边缘检测 12
3.6 几个重要的边缘检测算子 13
4 部分硬件介绍 16
4.1 树莓派3B+的介绍 16
4.2 STC15系列单片机 18
4.3 RPI NOIR CAMERA V2 摄像头 19
4.4 激光对射模块 20
5 开发环境搭建 20
5.1 PUTTY软件的使用 20
5.2 树莓派3B PYHON3.5 安装OPENCV3.4 22
6 系统软件设计 25
6.1 系统主要开发编程语言 25
6.1.1 p *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
ython语言介绍 25
6.1.2 OpenCV介绍 26
6.2 主要辨识部分系统 27
6.2.1 系统功能 27
6.2.2 系统初始化程序设计 28
6.2.3 车辆高度判断设计 28
6.2.4 图像采集设计 29
6.2.5 车牌区域的定位 30
6.2.6 车牌的倾斜度调整 33
6.2.6 车牌字符分割 34
6.2.7 字符识别匹配 35
6.3 警示部分的软件设计 36
6.3.1 系统功能 36
6.3.2 系统初始化程序设计 37
6.4 系统通信部分设计 38
6.5 车牌定位的结果分析 39
7 系统调试 42
7.1 主要辨识部分调试 42
7.2 警示部分测试 43
7.3 系统联调 44
结论 47
致 谢 48
参考文献 49
附录A 论文相关的成果 51
附录B 智能限高杆系统硬件电路 51
附录C 警示部分代码 54
附录D 主要辨识部分代码 54
1 绪 论
1.1 课题的研究背景
在当前的社会中，限高杆的作用是为了限制车辆通行的高度，用来保护桥梁、隧道等交通设施，但是现有生活中中所使用的限高杆技术往往都是刚性的，大多数的制成材料是用金属，因为汽车在行驶时具有一定的速度，又因为汽车的质量很大，所以汽车具有很大的惯性，如果当一个驾驶员驾驶者一辆高度很高的汽车，并且前面有跟限高杆，而这个驾驶员没有看到这个限高杆。很容易就会撞上去，这样会造成很严重的交通事故，轻一点的话车辆被撞坏。严重的话会导致车毁人亡的后果，更严重的话还可能会造成交通的堵塞和其他人员的伤亡。为了解决限高杆的这一不足，本课题目的就是制作一个智能限高杆提醒系统设计[1]。
智能限高杆提醒系统设计分为三个部分，第一部分对车辆是否超过限定高度进行判断；第二部分主要讲解的是车牌识别部分，也是本智能限高杆系统设计功能实现的核心部分。第三部分显示部分做到超高车辆200米甚至更远距离进入限高区域即主动发出警告，警告形式采取高亮红灯闪烁、LED屏幕车牌显示等方式。
车牌识别的背景在于随着现代社会的经济的不断发展，科技的发展水平也在不断地进步，人民大众对于物质生活的要求也在不断地增强，人们变得越来越有钱，也越来越懂得享受生活。因此，车辆的数量在不断增加，增加了城市交通的压力，对此要采取解决措施。在当代社会判断汽车身份之一的重要凭证是汽车的牌照。所以如果能够设计出一个比较准确的车牌识别系统，根据车牌的特征和汽车的特征不仅可以用来检测车流量，交通的疏导有所帮助。而且还可以用来当做小区的门禁，停车场管理等等。所以这个在当前的中国社会中拥有非常 广泛的应用场合，也具有一定的现实依据和基础。在此基础上，可以设计一个车牌识别系统，该系统能够在各种场合自动识别车牌，如果能够设计出来的话 这将具有重要意义，并且可以极大地帮助车辆的安全性和管理效率的改善。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/txgc/702.html
