智能停车场解决方案设计及实现.pdf

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1、硕士学位论文智能停车场解决方案设计及实现Design and Realization of Intelligent Parking Solution学 号： 21009216指导教师： 刍送整数援完成日期： 2013-4-25大连理工大学Dalian University ofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明

2、确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：塑鱼奎堕蟹堑塑鲨垫塑作者签名：二毳与刍务二日期：五年月L日大连理工大学硕士学位论文摘 要目前绝大多数停车场还都是人为管理，为了适应现代社会的发展和实现技术的实际应用，相应的停车场智能化课题已成为近年来的研究热点。当前己研发的停车系统基本实现了智能停车管理的目的，但还需要人为收发1C卡，收取停车费用，并向停车用户提供车位信息咨询。本设计在此基础上，从安全性和智能化程度两方面进行改进，提出了基于ZigBee无线传感器网络和车辆识别技术的智能停车场管理解决方案。该解决方案以信息处理和存储模块为核心，以车辆自动识别、车位信息查

3、询、环境信息采集、实时视频监控等系统模块作为信息采集源，通过车位信息发布模块将车位等信息提供给用户。本系统综合了图像采集及处理、车型分类、车牌识别、ZigBee无线传感器网络、QT、FPGA(Field Programmable Gate Array)等技术，实现了车辆检测和识别、车辆定位和轨迹跟踪、车位信息发布、安全防护和异常警报、自动收费等功能，提高了系统的智能化程度，加强了停车场的安全防范功能。其中，引入车型分类和车牌识别技术可以实现对进出车辆的自动识别，提高了系统的智能性；引入基于ZigBee的无线传感网络技术可以实现对停车场内环境状态的实时检测以及对车辆位置的检测，提高了系统的安全性

4、。本文全面、详细的呈现了智能停车场管理解决方案中软硬件模块的设计和实现，着重介绍了以车型分类算法和车牌识别算法为基础的车辆识别技术，并完成了系统设备和功能的模块测试，最终的联机调试结果说明了本方案已经达到了预期的设计目标。关键词：智能化；安全性；车型分类；车牌识别；ZigBee智能停车场解决方案设计及实现Design and Realization of Intelligent Parking SolutionAbstractAt present，the vast majority of parking are man-managementIn order to adapt to thedev

5、elopment ofmodern society and implementation ofthe practical application，the parkingintelligent subject has become a research focus in recent yearsThe parking system has developed the basic realization of the purpose of the intelligentparking management，but also needs human transceiver IC card，car p

6、arking fees，and provideusers with information consulting of parking spaces。On this basis，the design，both from thesecurity and intelligence to improve，proposed the solution of intelligent parking managementbased on ZigBee wireless sensor networks and license plate recognition technologyThis solution

7、takes the information processing and storage module as the centric part，automatic vehicle identification，parking information query，environmental informationcollection，real-time video surveillance system modules as sources of information collection，and parking information module as the terminal for p

8、arking information outputThe systemachieves vehicle detection and identification，vehicle location and trajectory tracking，parkinginformation publish，security and exception alerts and automatic toll collection with thetechnology of image acquisition and processing，vehicle classification，license plate

9、recognition，ZigBee ad hoc networks，Qt，FPGA(Field Programmable Gate Array)，etc，improves the intelligence ofthe system and strengthen the security features ofthe parkingThe introduction of vehicle type classification and vehicle license plate identificationtechnology can achieve automatic identificati

10、on ofvehicles entering and leaving，and toimprove the intelligence ofthe syStemThe introduction ofZigBee-based wireless sensornetwork technology can achieve realtime detection ofthe state ofthe environment in the Carpark，as well as the detection of the position of the vehicle，and to improve the secur

11、ity of thesystemThis paper presents the hardware and software ofthe intelligent parking managementsolution design and implementation，highlights the vehicle identification technology based onvehicle type classification and license plate identification，completed the modules testing ofthe system，and th

12、e ultimate online debugging results indicate the program has reached theexpected design goalsKey Words：Intelligent；Security；Vehicle Type Classification；License PlateIdentification；ZigBee大连理工大学硕士学位论文目 录摘 要IAbstractII1 绪论111研究背景与意义112 国内现状分析213课题研究内容214章节安排32系统总体方案设计。421系统方案概述422系统架构设计523系统方案可行性分析6231

13、硬件设备选型6232软件方案分析。1l3基于车型分类和车牌识别的车辆识别技术1331基于投票法的车型分类技术1331I BP(BackPropagation)神经网络14312基于误差平方和的K均值聚类原理15313支持向量机。1 632车牌识别技术17321车牌定位算法。1 7322改进的BP神经网络的设计19323字符识别算法204硬件系统设计与实现2141 图像采集及查询系统2l42无线传感器网络22421 ZigBee技术特点23422 ZigBee无线传感网络23423 网络拓扑。24424节点结构及功能。2643视频监控系统2644车位信息发布系统26智能停车场解决方案设计及实现5

14、软件系统设计与实现2851 图像采集及车辆识别系统285 图像采集系统28512车辆识别系统3052无线传感器网络31521环境信息采集。3 1522 ZigBee网络控制32523 WSN车辆定位及轨迹跟踪3353车位查询系统3454服务器与子系统交互软件设计35541数据库设计36542交互流程设计。36543数据通信格式设计37544服务器端管理界面设计。386系统测试结果4061硬件模块测试40611传感器采集模块测试41612 ZigBee主从节点测试4l613视频监控模块测试4262软件功能测试4363系统整体调试46结 论。47参考文献48攻读硕士学位期间发表学术论文情况。50致

15、 谢。5 l大连理工大学学位论文版权使用授权书。52大连理工大学硕士学位论文1绪论11 研究背景与意义近年来，随着城镇化的推进，社会交通呈现出一片臃肿的现状。在一些一线城市，甚至二、三线城市，每当上下班，城市主干道上常常会出现“长龙”，汽笛声不绝于耳，人们焦躁不安。这一现象突出了中国目前私家车数量暴增的现状，2004年至2009年的私家车数量统计如图11所示。进入二十一世纪以来，整个社会的发展促进了人民生活水平的提高，因此，在城市中私家车11-21逐渐成为了多数家庭的必备之物。购置车辆之后，市民在出行方便的同时，还需要面临停车难的问题，即使在正规的停车场中也常常无法合理、有效的管理、利用有限的

16、车位。因此停车场的智能化管理就成了提高停车效率的实际研究课题。实际上，随着车辆数量的激增，停车场的数量也相应的在增加，而停车场管理所耗费的人力、物力也逐渐昂贵，这也成为停车场管理智能化的另外一个原因。因此，智能化的停车场管理方式已经成为了社会发展的趋势。由于该课题能够有效的提升车辆管理的效率和提高停车场的安全系数，所以也能体现其较高的实际应用价值。辇浚嚣鞴游嫩 翔爨S镲ll|l 灏垂鞠魄 2鳙搿漾籀簖零壤 翁貉辩潦瓣蕤舅擀擎攀燃稳麓辎嬲黼黪鞠游囊耘奢漕障图11私家车数量统计图Fig11 Number ofprivate ears charts黼溯黻燃懒黼粼燃霉智台叁停车场解决方案设计及实现12

17、国内现状分析当前国内市场已经存在了一些成熟的解决方案，主要有门禁系统解决方案134J，主要用于自动考勤、机关大院、停车场、智能小区、车站车辆的出入，其主要通过对远距离快速移动目标进行非接触式信息采集处理，实现对进出车辆的快速自动识别和自动管理；其主要目的是着眼于检测移动目标的到来，却并未实现对车辆的识别和处理，因此，不能实现停车场的智能化管理。在研究领域，已经提出的小区停车场解决方案也多数以RF(Radio Frequency)卡和IC(Integrated Circuit Card)卡作为用户身份和车辆识别的依据。该种解决方案的主要运行原理15J介绍如下。(1)RF卡用户。由于车辆上贴有电子

18、标签，所以在车辆进入遥感线圈检测范围时，车辆信息会通过遥感天线传送至服务器，计算机核对身份无误后，通知无线控制器升降栅栏，实现对车辆的检测和识别。(2)IC卡用户。当车辆驶至栅栏后，用户通过取出IC卡进行车辆和用户身份识别，然后，由管理员控制栅栏升降，车辆进入；同时，开始对进入的车辆进行视频采集；并利用得到的图像获得车牌号码等信息；最后存储得到的车辆信息。车辆驶出停车场时，同样由遥感天线进行检测，并通过电子标签或者IC卡进行车辆身份识别。13课题研究内容本课题是在已有智能停车系统I蜘的基础上，基于对停车场的智能化、安全性程度进行改进，提出的一种基于ZigBee无线传感网络和车辆识别技术的智能停

19、车场解决方案。该方案主要着眼于以下三方面的改进。(1)系统智能管理。 本课题讲述的系统智能管理指的是在用户从驱车进去到驾车离开之闻的整个过程完全由系统智能控制，不需要人力管理。车辆检测、识别以及车辆信息存储。在进、出停车场时，首先由磁光传感器检测车辆的到来，然后由采集设备进行图像信息采集，最后，根据采集到的图像信息，通过车辆识别技术得到车辆的车型、车牌等信息，并存储到服务器端数据库中。通过交通部门缴费。通过交通部门收费需要将系统和交通管理部门连接起来，当车辆离开时，通过车辆识别后，由服务器端根据车辆类型确定收费标准，进而根据车辆停车时间计算出车辆的停车费用，并由交通部门代为收取。大连理工大学硕

20、士学位论文系统向用户提供车位信息以及提供车位查询功能。车位信息通过车位信息发布系统，在停车场的入口通过LED显示屏提供给用户，用户只需要记住空闲车位信息即可在进入后快速停车。用户返回以后，利用车位信息查询平台即可查询车辆的停靠位置，用户在查询端输入车牌号等候片刻则可获得车辆的停靠位置等信息。本系统的智能化着眼于减少人力劳动，停车场管理全部由系统负责，只需要管理员简单处理即可，可以大大提高停车场的管理效率。(2)实现车辆自动识别、车位自动管理。车辆自动识别与栅栏自动控制。当车辆进出停车场时，由磁光传感器检测车辆的进出，并在车辆采集完图像信息后，由服务器向栅栏发出升降信号，控制车辆的进出，因此，整

21、个过程大大缩短了进、出时间，提高了停车效率。车位自动管理。服务器端根据车辆的进、出，通过车位上的传感器对车位的空闲状况进行检测，调整服务器端的车位空闲标识，进而实现对LED上的空闲车位信息的刷新。(3)安全性能的提升。停车场环境信息实时检测。由于车辆在高温环境中容易发生爆炸，所以停车场中关于火灾和温度的检测最为重要；在本文中，我们通过分布在停车场中各个角落的温度传感器、光敏传感器等，采集温度、光强等信息，并通过ZigBee无线传感器网络将采集到的信息传送至服务器端进行异常检测，防患于未然，实现对停车场环境的实时检测。对停车场实施实时监控。通过视频监控系统对停车场进行实时视频监控，并存储监控到的

22、视频录像信息；既能够保证车辆的安全，又能够保留停车信息。14章节安排第一章绪论。介绍本文的研究背景、国内研究现状和本课题的研究内容。第二章系统总体方案设计。详细介绍了本解决方案的总体方案设计、整体模块设计，以及对系统所需硬件设备和软件技术的论证。第三章车辆识别技术详解。详细介绍了车型分类和车辆识别理论的实现方法。第四章硬件系统设计与实现。详细介绍硬件系统中各模块的硬件设计与实现。第五章软件系统设计与实现。详细介绍软件系统中各模块的程序设计与实现。第六章系统测试。详细介绍系统的测试方案和主要测试点以及翔实的测试结果。结论再次简述了本解决方案的预期设计目标和实际实现模块及其实现方法。智能停车场解决

23、方案设计及实现2系统总体方案设计本章主要介绍智能停车场解决方案的总体设计目标，主要包括功能设计目标和系统架构设计，然后制定出系统架构设计的软硬件实现方案，最后对本文提出的解决方案的可行性给出了适当的分析说明。21系统方案概述本文采用车型分类、车牌识别、ZigBee、WSN(WirelessSensorNetworks)、FPGA+LED等技术，提出了智能化与安全性能俱佳的智能停车场解决方案。停车场功能架构如图21所示。采集摄像基燕撵辩务辫拨心掇劐器图21系统功能架构Fig21Thefunctionalarchitectureofthesystem渤鬣零壤本系统从停车场的智能化和安全性两方面考虑

24、，着重实现了服务器端车辆识别系统和ZigBee无线传感器网络。功能上，根据车辆进入、离开时，磁光传感器发出的信号，参激粼獭l大连理工大学硕士学位论文检测来往车辆的进出，图像采集设备在接到采集指令后开始图像采集；然后服务器端根据接收到的车辆图像，首先运用精度较高的车型分类技术实现对车辆的类型识别，接着使用车牌识别算法实现对车辆的车牌定位和字符识别；从而完成对车辆的识别，并将车辆的相关信息存入数据库。通过在停车场及车道两旁布置ZigBee节点，可以实现对温度、光强等信息的采集，以及对车辆位置的检测。当然，此方案中也包括提供对整个车场的实时监控和对空余车位信息的显示，以及车辆停车的车位等信息的查询功

25、能。22系统架构设计根据上节概述中方案的功能需求，经过较为详细的技术论证和架构分析之后，确定了服务器端和五个子系统的架构设计。五个子系统分别是：车辆图像采集系统，ZigBee无线传感网络系统，车位信息查询系统，视频监控系统，车位信息发布系统。系统结构如图22所示。盎询系统尝到翻繇坠羽羹藏播式修改I串口2zigb神l传Zi惑gb网eel主节点卜叫耀蠹信急采集l厂C2il翩 点 l“”图22系统架构图Fig22 The architecture chart ofthe systemLAN月矿AN智能停车场解决方案设计及实现(1)服务器模块采用高性能工控机，软件设计方面，为了高效、可靠的与各个子系统

26、交互，服务器端软件设计也主要包括五个部分，分别负责与各个子系统的信息交互。由于服务器端需要储存车辆等相关信息，所以数据库设计是必要的。简单来讲，数据库的设计包括三个部分，分别是临时数据表，历史数据表和环境状态数据表。(2)车辆图像采集模块在磁传感器检测到车辆进出停车场后，由UPCUP6410一II平台向图像采集设备发送采集命令。图像采集后经过简单处理，由UPCUP6410一II发送至服务器端进行进一步分析处理埔1。(3)车位信息发布系统采用FPGA+LED的硬件架构，在接收到来自服务器端的车位信息后，UP-CUP6410-11将空闲车位信息发送至FPGA平台进行存储，然后由FPGA驱动LED显

27、示屏进行空阂车位信息发布。(4)ZigBee无线传感器网络采用基于MSP430核心板的传感器模块，以及ZigBee节点包括主节点和从节点。ZigBee无线传感器网络主要实现以下功能。根据停车场出入口的磁光传感器信号状态，由UPCUP6410一II判断车辆的到来。实时检测停车场内的环境状况。根据分散的停车场内各个温度、光强传感器实时采集温度、光强的环境信息，由ZigBee从节点将采集到的信息发送至ZigBee主节点，并最后传送到服务器端进行异常检测。根据分布在车道两侧的磁传感器，检测驶入停车场的车辆的位置信息，并实现轨迹跟踪和位置预测。(5)视频监控系统通过布置在停车场内的高性能监控设备，对停车

28、场实现实时视频监控，并存储采集到的视频监控视频录像信息。(6)车位信息查询系统用于对车辆停车车位信息的查询。车主只需要在查询客户端输入车辆的车牌号码即可，查询客户端在接收到查询命令后，UP-CUP6410一II将车牌号信息发送至服务器端，由查询处理处理模块返回待查车辆的车位信息；在接收到返回的车位等信息后，由UPCUP6410一II传送并在查询客户端显示车辆的车位信息。23系统方案可行性分析231硬件设备选型(1)UPCUP6410II高性能嵌入式平台随着后PC时代的来临，嵌入式系统技术领域已经成为了系统开发的宠JL；凭借其巨大的市场潜力，吸引了众多爱好者、开发者以及厂商的目光，并且已经在信息

29、家电、工业控制、航空航天、数据网络，以及医疗卫生等众多领域得到了广泛的应用。大连理工大学硕士学位论文芯片领域，随着各种带有专属目的的嵌入式芯片的问世，mp4、MID、智能手持设备等流行产品的发展也达到了空前繁荣的景象。软件方面，众多嵌入式操作系统的面世，例如，Vxworks、Windows CE、pSOS、Neculeus等，也掀起了嵌入式领域开发应用的高潮；然而，最为开发者喜爱的则是Linux操作系统，和众多嵌入式领域操作系统相比，它有着开放源代码、可裁剪、免费、实用性强等优势，并已在IBM的微型Linux腕表、因特网装置、手持设备(PDA和蜂窝电话)、防火墙、客户机、工业机器人、电话基础设

30、施设备，以及基于集群的超级计算机等领域有着广泛的应用。作为嵌入式领域一款应用广泛的开发平台，UPCUP6410II是基于ARM体系结构。它采用Samsung公司研发的$3C6410X(ARMl 1内核)作为嵌入式核心处理器，同时包含众多硬件外设及接口，如DMA接口(32通道)、16位LCD液晶控制器及接口、UART接口(4通道)、32位定时器(5通道)、相机接口、2PWM输出、12C总线接口、12S总线接口、总线接El、USB主机及高速USB接口(传输速度可达480Mbps)、SDMMC记忆主机控制器(3通道)、PLL时钟发生器以及通用IO接口和其它系统管理(如电源管理等)。UPCUP6410

31、1I开发平台及其核心板如图23所示。基于ARMl 176JZFS的ARM各子系统主要包含专用的16KB指令和16KB高速缓存，以及16KB数据TCM(TerminaltoComputerMultiplexer即终端到计算机的多路转接器)。作为一种单芯片的微型中央处理单元，该模块不仅支持Java，而且特含矢量浮点协处理器，功能上不仅可以满足多样的加密设置需求，同时还可以实现面向高质量3D图形显示等方面的功能。对于虚拟内存管理设定了专门、完整的MMU进行管理。其中，S3C64lOX是一款1632的RISC微处理器，具有低成本、低功耗、高性能等优良品质；它采用了由AXI、APH和AH三部分总线构成的

32、64132位内部总线结构；硬件上，满足了包括动态画面和声音的处理、平面图像的呈现和放大、缩小等功能，提高了任务运行的速度；并集成了基于MFC的各种格式编解码器，支持H263册264MPEG4等格式的编解码、VCI解码，以及HW型编解码，后者支持NTSC和PAL两种不同模式的实时视频会话。良好的外部存储器结构使得$3C6410X能够在应对高质量需求的通信服务中拥有较高的内存带宽，保证通讯的实时和完整：存储系统拥有DRAM和FlashROM两种外部接口，其中，DRAM接口支持mobile DDR；而后者的接口则能够实现对各种Flash存储介质、存储卡、以及光盘等存储类型的支持。$3C64 1 0X

33、同时支持工业级标准的操作系统，采用工业级的标准AMBA总线架构。$3C6410X处理器的芯片架构如图24所示。智能停车场解决方案设计及实现黼黼嘲目瓣图23 UPCUP6410II开发平台Fig23 The UP-CUP64 1 0-II development platformUPCUP6410II以其低功耗、高性能，以及丰富的IO扩展接口使得我们可以轻松上手，直接使用。作为一款出色的嵌入式平台，它可广泛应用于PDAPMP、智能机器人、医疗、多媒体查询、智能产品、仪器仪表等多种嵌入式领域。在本文中，UPCUP6410II大连理工大学硕士学位论文作为图像采集系统和车位信息查询系统的硬件平台，其自

34、身的硬件配置和软件配置能够满足系统的需要。UPCUP6410II的软件技术参数如表21所示。图24 S3C6410X处理器芯片架构Fig24 The architecture of$3C6410X processor chip图25嵌入式Linux启动界面Fig25 Embedded Linux bootinterface智能停车场懈决方案设计及实现在UPCUP6410II上需要构建合适的嵌入式操作系统才能充分发挥出该平台的各种硬件优势。本文中，在UPCUP6410II上通过构建嵌入式Linux操作系统来实现该平台的各种应用。在UBoot下启动Linux将进入环境变量设置界面如图25所示。表2

35、1 UPCUP6410-II软件技术参数Tab21 The UPCUP64 1 0一II software technical parameters操作系统 Windows CE6OEmbedded Linux2621Boot Loader 初始化H用(UART)(115200)Image Download USB20 oTc(主从)CS8900(101d以太网)Flash Nand Flash文件系统7”TFT液晶驱动USBl1(主)USB存储鼠标键盘tlSB集线器从USB20 Active Sync(4X版)Debug Uart串口通信删CSD存储卡驱动程序 蓝牙设备驱动W2Bw003CM

36、OS摄像头CS8900以太网设备驱动ATA接口10f(P矩阵键盘键盘扫描亮度调节LCD BRT LCD(P喇)支持PMU应用 提供摄像头APP(2)Zig,Bee无线传感器网络在嵌入式领域，短距离无线通信技术已经成为应用发展的趋势。通常，一个无线发射器和一个无线接收器即可构成一个典型的小范围无线信息传输系统。经过多年的发展，当前的ZigBee已经成为无线通信行业最为流行的技术。凭借其自身所具备的低能耗、短时延、低成本、高容量，以及可靠性和免执照频段等特性，在本系统中的车辆检测、轨迹跟踪、车位检测、环境信息采集等模块都起到了重要的作用，实验证明，在一般规模的停车场中，ZigBee节点都能充分发挥

37、自身的特性优势。ZigBee的主要技术特征如表22所示。大连理工大学硕士学位论文表22 ZigBee技术特征Tab22 The technique characters ofZigBee特性 取值传输速率单点通讯范围通讯时延信道数目频段寻址方式信道接入方式组网方式电池使用寿命适用温度868瑚z：250kbps：50200m=30ms11(868915湖z)24GHz(868915删z)64bit IEEE地址，8bit网络地址CSMACA以及时隙化的CSMACA自组网=2年一40一85(2)MSP430核心板 单片机技术作为嵌入式领域内应用最为流行的技术，逐渐应用于众多嵌入式产品中至关重要的功

38、能系统模块。作为单片机技术的典型代表产品，MSP430具备单片机所应有的所有特征，主要包括超低功耗，在片内整合大量的外围模块，精简的16位指令架构，大量的数据存储器和工作寄存器。因此，MSP430能够在手持设备领域，片上系统，以及计算领域得到广泛的应用。MSP430的控制芯片通常采用l 6位的CPU(central processor unit)，主要包括一个16位算数逻辑单元、一个指令控制单元、16个寄存器。其中，在这十六个寄存器中有四个是拥有其它用途的专用寄存器。MSP430的存储空间采用“冯诺依曼架构，将ROM与RAM分配在同一地址空间，并使用一组地址数据总线。其中，在00000H0FF

39、FFH的地址空间，由低到高依次分配着特殊功能寄存器、外围模块、数据存储器、程序存储器，以及中断向量表。232软件方案分析(1)车辆识别技术智能停车场解决方案设计及实现本文中使用的车辆识别技术主要包括两部分，车型分类技术和车牌识别技术。车型分类用于确定车辆的类型，采用相应的计费价格；车牌识别用于识别车辆的车牌号码，存储并记录车辆的相关停车信息。在本系统中，主要应用于车辆进出被拍照后，通过对车辆图片的简单处理后，首先需要对车辆类型进行识别(分为小型车、中型车、大型车)；之后着重实现对车辆的识别，即获得该车的车牌号码等信息，此时我们分别在车辆图片上运用车牌定位算法，以及在定位到的车牌区域实现车牌字符

40、的识别；从而实现对进出车辆的识别，提高了停车场管理的智能化。(2)QtQt是一款跨平台、完全面向对象的C+图形用户界面应用开发框架19。在本系统中主要用于在Linux下，通过Socket编程实现向用户提供车位信息查询的功能。基于Qt提供的丰富的应用开发接口，我们能够轻易的实现该模块。Qt同样具有事件机制。事件即发生行为，简单说就是由窗I：1或者Qt自身对各种事务做出的反应。当用户按下时，释放一个键或者鼠标按钮，即会产生一个事件；当窗口第一次显示时，就会发生一个绘图事件，然后通知当前窗口需要重画自身。大多数事件是为了响应用户的操作，然而还有一些诸如定时器等事件，是由系统独立产生的。Qt事件运行机

41、制如图26所示。图26 Qt事件运行机制Fig26 The Qt event operation mechanism大连理工大学硕士学位论文3 基于车型分类和车牌识别的车辆识别技术在车辆进出时采集到的图像需要进行车辆的信息提取，这就需要采用车型分类和车牌识别算法。这两个算法主要用于车辆类型的识别和车牌字符信息的提取。本文采用了基于投票法的车型分类算法和基于改进的BP(Back Propagation)神经网络及小波分解的车牌识别算法。31 基于投票法的车型分类技术车型分类技术一直以来有很多理论研究课题，比如BP神经网络【10j，聚类分析Il，支持向量机SVM(Support VectorMac

42、hine)12-131。当然还包括其它理论，例如，最小二乘法【1 21，数据融合f14】，贝叶斯理论【15】等等。这些理论各自有自己的优点，但是，单一使用在车型分类上，效果一般不是很理想；例如，聚类理论中出现的“类圆形”问题，BP网络中的过度学习训练问题，还有SVM中的二类分类和多类分类问题。所以，在实际应用中，车型分类的精确度很难达到实际要求。根据同一车型，使用不同分类理论技术，我们能够得出不同的分类结果。但是，我们一定能够从中得到个最优的分类结果。由于对不同的车辆类型进行分类得到最优分类结果时，使用的分类理论技术可能不一样，所以，我们可以采用投票【l 6】的方法，对每一次车型分类中所得到的

43、分类结果进行投票，选出最优的分类结果。这一方法在实验中大大提高了车型分类的准确率。在本文中，经过对各个理论技术的分析和权衡，选择BP神经网络、聚类分析和支持向量机作为分类理论技术。通过学习概率论【171，我们知道，三个相互独立事件至少两个同时发生的概率可以用公式31表示。p(O户P龟彦B(p F争劫A烈B)-(p奴1 ( ，+p(彳)p(C)(1一p(动+p(功p(C)(1一p(彳)其中，事件A、事件B和事件C之间互相独立；O事件表示事件A、事件B和事件C中至少有两个事件发生。通过对号入座，我们假设事件A表示使用BP神经网络进行车型分类成功，事件B表示使用聚类分析进行车型分类成功，事件C表示使

44、用支持向量机进行车型分类成功。事件O表示事件A、事件B和事件C至少有两个同时发生。根据现在的技术和设备，我们完全可以假设，事件A、事件B、事件C分别发生的概率是85，那么通过上述公式可以得出事件O发生的概率为9393。智能停车场解决方案设计及实现可以看到，此种方法大大提高了车型分类的识别准确率；此后的实验测试数据也证明了这一点。根据现实中的实际应用，将车辆分为小型车、中型车和大型车三类。由于在图形中较难精确的表示出车辆的实际长度和高度，所以采用车辆图像的像素区域的长度和高度之比作为车辆的几何特征。根据已获得的车辆几何特征信息，分别采用BP神经网络、聚类分析、支持向量机进行车型分类，最后对分类结果进行投票，得票多的就是最终的分类结果。311 BP(Back Propagation)神经网络人工神经网络的活跃发展可以追溯到近20年。作为交叉类课题，它广泛涉猎于各个工科类学科，以及电子和计算机技术，并有着广泛的实际应用。在模式识别领域里，作