基于机器视觉的智能车库引导系统设计

程彬彬 周雨

摘要：随着时代的发展，人们逐渐进入智能化时代，随着机动车数量的快速增加,现代社会对停车场管理的要求也越来越高。为了方便停车场的管理，设计了基于LabVIEW和单片机的停车场收费系统，首先利用机器视觉进行车牌识别，然后通过单片机处理相关信息将车辆引导至空余的车位，使停车具有较高的安全性高、便捷性和可扩展性强的特点，适用于地下停车场和停车楼的控制与管理。

关键词：LabVIEW；单片机；车牌识别；车辆引导

1 基于LabVIEW识别提取车牌信息

1. 1. LabVIEW编程理论

基于LabVIEW的智能车库引导系统的第一步通过LabVIEW车牌识别，而车牌识别的图像是通过照相机进行拍摄的，照相机对于来往车辆进行拍摄，OCRTrainingInterface对字符进行训练，训练中经过阈值分割、指定感兴趣区域、调节字符间距，完成对单个字符的分割。并通过对字符的编辑，制作完成字符集，然后用OCR函数创建的机器视觉程序来读取字符，从而完成对车牌信息的识别^[1]。其识别提取的流程如图1所示。

图1 车辆识别流程图

1.2程序演示

Step1：插好相机，链接好单片机，打开路径：OCRTEST文件夹下，找到MyTest.exe，双击打开。

图2 操作面板

Step2 ：选择debug模式还是MCU^[2]模式，如果是MCU模式，还会跳出如下选择对话框，选择MCU链接COM口，程式自动发送help给MCU，如果超过20s没有收到MCU返回的ok，程序就停止。DEBUG模式无需连接MCU，所以不用选择MCU COM^[3]。

Step3：MCU连接上以后跳出选择CCD COM对话框，选择所连接的ccd.（会有20秒的选择时间，超时停止）

STEP4：待CCD和MCU都连上之后，CCD和MCU显示灯会亮绿色，如下图。在原图显示框框选需要检测的区域（下图只是演示，实际上一次只会拍摄到一个车牌），点击start ，如果是MCU模式，程式就会一直等待MCU的拍照信号（MCU要检测时会发送paizhao/r/n。

如果是debug模式，则需要手动点击debug拍照按钮进行拍照如图3所示。

图3 定位选择所需要车牌

拍照之后就会自动识别原图显示框框选的车牌，并将结果显示（如果是MCU模式，会自动将结果发送给MCU处理，发送格式，以图4为例：发送桂EZDFGA/r/n，并返回前面程序step4继续等待MCU下发下一次拍照信号）

图4车牌提取

程序字符集不是要显示用到的字符集，请在字符集选择框那里选择，或者进入setting界面新增字符集。（注意：为了节省识别时间，一个字符集内的字符大小最好都一样，如果不一样，就新增字符集）

如果识别错误或者识别不出，需要完善字符库，请进入setting界面增加训练字符库。

MCU模式可以模拟小区车牌识别，当小车进入小区门口，MCU通过感应器检测到车辆，然后发送拍照信号给CCD进行车牌识别，判断小车是否是本小区车辆，再判定是否放行。当然，如果增加成本，换成能高速拍照的相机，就可以实时拍照取像，并将结果反馈MCU处理，不需通过MCU发送拍照信号，通过编写完善程序还可以引入计费等^[4]。

2.1 LabVIEW与单片机通信

LabVIEW与单片机之间通过UART串口通信，LabVIEW将处理好的车牌信息，发送给单片机，单片机进行数据的处理，将处理后的数据反馈给上位机。在C程序中直接利用UART串口直接发送数据给上位机，LabVIEW中调用VISA资源名称中的“仪器I/O”对串口进行参数的配置，比如波特率、奇偶校验等，程序框图如图4所示。

2.2 串口屏引导

首先在屏幕资源上创建好相应的方向指示图标，然后识别单片机发送的数据，执行相应的图标指示和车牌显示。

2.3车辆进出检测

在进出口各放置了一个红外传感器，当有车辆进入时，计数加一，空闲车位数减一，车辆出去后，则反之。最终单片机将数据发送给上位机，上位机在UI界面中显示实时数据^[5]。

3结束语

将LabVIEW和单片机结合起来，设计了一种智能车库引导系统，该系统能保证停车效率的同时还是可以大大减少人力资源，同时保证车库的流通性，安全性，同时为智能车库的实际应用奠定了基础。

参考文献

[1] 马晓晓. 基于LabVIEW智能车位引导系统研究与设计[D]. 2014.

[2] 陈礼辉, 吴振东, 尚诗嫣,等. 基于LabVIEW的停车场管理系统[J]. 山东工业技术, 2018, No.268(14):166.

[3] 李修银. 基于单片机停车场智能管理系统的设计与实现[J]. 大科技, 2016, 000(018):299-299.

[4] 张庆华, 孙春志. 基于单片机停车场智能管理系统的设计与实现[J]. 科技致富向导, 2015, 000(003):186-186.

[5] 吕芳, 孙媛媛. 基于51单片机的停车位管理系统[J]. 电子产品世界, 2019, 026(007):50-53.

基金项目： 2019年自治区级大学生创新训练项目基于机器视觉的智能车库引导系统设计（201913644046 ）项目资助；广西高校中青年教师（科研）基础能力提升项目基于公差原则的装配体公差优化分配方法研究（2020KY57005）项目资助。

作者简介： 程彬彬，男，河南商丘人，硕士研究生，研究方向为机械精度设计、智能制造技术（E-mail）[e-mail]。