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    基于STM32车牌识别系统设计与实现

    时间：2021-07-09 00:07:13 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人 蒲公英阅读网手机站

    相关热词搜索：车牌 识别系统 设计

    　 基于 STM32 的车牌识别系统设计与实现

    　Design and Implementation of License Plate Recognition System Based on STM32 目

    　录

    　第一章

    　绪论

    　................................ .............

    　1 1

    　1 1.1 课题背景

    　................................ ..........

    　1 1

    　2 1.2 研究意义

    　................................ ..........

    　1 1

    　3 1.3 国内外研究现状

    　................................ ....

    　2 2

    　4 1.4 论文结构安排

    　................................ ......

    　3 3

    　第二章

    　研究的相关技术

    　................................ ....

    　5 5

    　1 2.1 嵌入式技术

    　................................ ........

    　5 5

    　2 2.2 图像处理技术

    　................................ ......

    　5 5

    　3 2.3 系统方案

    　................................ ..........

    　5 5

    　第三章

    　硬件系统设计

    　................................ ......

    　7 7

    　3.1 最小系统设计

    　................................ ......

    　7 7

    　3.2 图像采集处理

    　................................ ......

    　9 9

    　3.3 系统设计显示处理

    　................................. .

    　11

    　第四章

    　软件系统设计

    　................................ .....

    　13

    　2 4.1 STM32 开发环境介绍

    　...............................

    　13

    　2 4.2 STM32 的 的 ARM- -x Cortex 的软件架构介绍

    　.................

    　13

    　4.3 车牌识别系统软件具体设计

    　.........................

    　14

    　4.3.1 图像采集 ...................................... 14 4.3.2 二值化分析 .................................. 14 4.3.3 识别车牌区域 ................................ 14 4.3.4 字符分割 .................................... 18

    　 4.3.5 字符匹配 .................................... 18

    　第五章

    　系统测试

    　................................ .........

    　20

    　1 5.1 测试目的

    　................................ .........

    　20

    　2 5.2 摄像头测试

    　................................ .......

    　20

    　3 5.3 显示屏测试

    　................................ .......

    　21

    　4 5.4 单片机测试

    　................................ .......

    　21

    　5 5.5 系统稳定性测试

    　................................ ...

    　22

    　第六章

    　总结与展望

    　................................ .......

    　24

    　1 6.1 总结

    　................................ .............

    　24

    　2 6.2 展望

    　................................ .............

    　24

    　参考文献

    　................................ ................

    　25

    　致

    　谢

    　................................ ...

    　错误!未定义书签。

    　 内容 摘要

    　随着我国工业化和城市化的发展，汽车已经是每一个家庭出入的首选工具。汽车的增加使得智能交通体系愈来愈成为路况交通管理的一种趋势，而车牌识别是制约道路交通智能的重要因素。本文的车牌识别系统是根据我国车牌的形状特征研究与实现了车牌识别的过程与方法。第一、根据采集的图像处理后定位出车牌的具体位置；第二、在定位的车牌区域中切割出每一个车牌的文字特征；第三、识别并打印出切割后的车牌信息。系统是以STM32F103RBT单片机为主控芯片，控制OV7670摄像头进行图像采集，通过二值化，分析跳变点对车牌区域进行确定，再通过字符分割、字符匹配最后获得车牌的识别结果。系统使用keil软件编程实现了车牌识别系统。整个系统软件硬件相结合，运用嵌入式技术和图像处理技术，实现了系统的完整性运行。

    　关键词：

    　图像处理

    　车牌定位

    　字符分割

    　字符识别

    　Abstract

    　With the development of industrialization and urbanization in China, the car has been the first choice for every family.With the increase of automobiles, intelligent traffic system has become a trend of traffic management, and license plate recognition is an important factor that restricts road traffic intelligence.The license plate recognition system in this paper studies and realizes the process and method of license plate recognition according to the shape characteristics of license plates in China.First, locate the specific location of the license plate according to the collected image processing;Second, cut out the character of each license plate in the location of the license plate area;Third, recognize and print out the cut license plate information.The system takes STM32F103RBT microcontroller as the main control chip, controls the OV7670 camera for image acquisition, determines the license plate area through binarization, analyzes the jump points, and finally obtains the license plate recognition results through character segmentation and character matching.The license plate recognition system is realized by keil software programming.The integrated operation of the system is realized by using embedded technology and image processing technology.

    　Key words: Image processing

    　License plate positioning

    　Character

    　 segmentation

    　Character recognition

    　广东东软学院本科毕业设计（论文）

    　 1

    　第一章

    　绪论

    　1 1.1 课题背景

    　在我们的日常生活中，接触到了很多关于电子科技的技术。在电子科技交通领域中，有很多技术都在无形中加入我们的生活，如图像处理技术，自动检测技术等。对于道路交通应用到的技术，车牌识别系统是交通管理的主要技术。一套完整的车牌识别系统，可以给我们的日常生活带来规范，从而能够使交通事故更少的发生，给我们的出行带来顺畅，给我们的日常生活带来方便。所以车牌识别系统目前是一个交通管理必备的技术，因此本文对车牌识别系统进行了研究与实现。

    　 1.2 研究意义

    　2020 年是我国经济发展一个重要的时间点，经济的快速发展给各个行业都带来了无穷大的可能。而电子科技的快速发展也带动了人类生活水品的提升。当今的社会离不开电子产品，当前我国正处理经济持续发展的重要时期。而家庭生活水平逐年提升，因此私家车普及也是一种趋势。[1] 但私家车的增加有利也有弊，在给我们的出行带来顺畅、给我们的日常生活带来方便的同时，也给我们的日常交通带来压力。在这种情势下，随之而来的就是各种交通事故的发生和违章后逃逸的事件发生，所以仅仅依靠人力的交通设施和交通系统已经不能解决现在存在各种各样的道路事故。

    　2020 年也是全世界艰难的一年。面对疫情，每一个国家都进入了疫情防控。我国在疫情期间的防控措施也是相对严格，对于武汉封城，不允许人和车辆上街，违反的人员将会得到法律的制裁。所以相关道路机关会根据每个街道的监控对车辆的活动进行监督，若有违反规定者，就会进行车牌识别再根据车牌信息找到车主进行审查。

    　车牌识别系统的应用前景很广泛，用法也简单可靠。它不但用于道路交通监控，而且也用于小区和停车场方面的管理、收费站管理系统、车流统计、车牌验证和移动车载系统等方面。

    　1. 小区和停车场方面的管理 小区和停车场车牌识别管理系统是对出入车辆的监控。进出的车辆会被车牌系统识别，并通过网络传输，识别出来的车牌信息发送到管理系统中登记，这样的流程不仅节省了人力保证了人员的安全，也节约了进出登记时间，大大提升了效率。

    　广东东软学院本科毕业设计（论文）

    　 2

    　2. 交通道路的监控 在道路交通的检测部门中，每天都会出现大量的违规车辆。对于那些列进“黑名册”中的车辆，比如那些肇事过后逃逸的车辆、那些已经挂失过的车辆和那些欠费过的汽车等，我们通常可以将这些车的车牌用摄像机录制成视频记录下来。如果通过人工识别并比较车牌号码，这样会导致工作的效率会比较低，而且容易出现错误；如果应用车牌识别系统，给定一个车牌追踪目标，系统就会对摄像头监控下的车辆信息进行自动扫描。对于车牌号码识别之后做比较并处理，如果符合条件就立刻报警。

    　3. 收费站管理系统 我国在 2019 年推出高速公路全面实行 ETC 交费，车辆进出收费站，不管是桥梁，或是高速公路，隧道等地方，对于车牌识别系统的要求相对比较严格。车牌识别系统可以大大减少平常收费系统工作量较大和人工容易产生疲劳等等的不足，也可以减少劳动的强度，节省了大量物力和人力。同时，对于 ETC 收费系统还能够节省司机的大量开车时间。因此在收费站，车牌识别系统是一种高效率、高质量的东西，可以提高生活物质水平。

    　4. 车流统计、车牌验证和移动车载系统 车牌识别系统可以用于对车辆流量统计。当交通路道处于比较复杂的路段，出现塞车或者车辆处于超速状态时，系统会根据捕获到的车辆信息记录发送到服务端，服务端再发送到对应车牌车主绑定的客户端。所以车牌识别的问题已经成为了交通工程领域中重点研究课题之一。[2] 同时，车牌识别的基本方法我们还可运用到其他的识别和检测领域。

    　总而言之，车牌识别系统既方便使用又快捷调用，在需要时随时调出来加以分析，从而找到车主对应的信息再做相应的处理，而且这样可以省去不少人力物力。所以车牌识别在道路监测和道路控制中的作用很重要，研究车牌识别的意义自然也很切合实际。

    　1.3 国内外研究现状

    　目前，随着计算机技术的发展，电子识别领域也在不断进步。针对车牌自动识别，数字图像处理方法是最常见、最快捷的方式。而车牌识别系统讲究识别速度和识别精度。因此，针对这项技术，国内外在数字图像处理领域也是注入了不少人力和时间，关于车牌识别的研究报道也很多。

    　从 1984 年开始，国外很多国家都已经运用此类车牌识别系统产品了，包括美国、德国、意大利、英国、新加坡等国家。由此可见，在当时，国外就已经有相当成熟

    　广东东软学院本科毕业设计（论文）

    　 3

    　的技术产品并开始投入使用。这说明车牌识别技术产品已经被各国广泛运用，恰巧也说明在日常生活中起到便民利民的价值作用，不管对企业或者是个人都有一定好处。这无疑是一项实用的技术，在未来科研学术研究上也具有一定借鉴作用。

    　近年来，我国紧跟互联网信息时代的潮流，对于车牌识别这样一个潮流的技术，我国也有很多的企业和学者对这方面技术感兴趣，并且对此深入研究。由于我国的在电子科研技术方面的研究相对于国外来说起步较晚，因此在车牌识别这方面的技术研究也需要大量的时间去探索、琢磨，研究到一定的技术程度才能更被广泛使用。

    　在此之后，通过运用车牌识别技术系统，我国车辆进出口数量和销售额都呈上升趋势，由此可见，车牌识别技术愈来愈被广泛使用。为此，对于车牌识别技术这方面逐渐成为每个学者研究的热点课题。我国科学院自动化研究所的刘智勇教授曾发表过一系列的文章，针对车牌识别系统设计了一个函数更全面展现识别的特点。进而也产生了“汉王眼”这款产品。前有古人，后有来者。之后也有很多知名大学，如西安交大、上海交大、清华大学等在这方面下功夫深入研究，并取得了不错的研究效果。依赖着潮流的车牌识别技术，当时很多公司也都脱颖而出，制造出很多相关技术的产品流向国内市场。

    　因为文化差别和文字差别，我国的汽车牌照识别系统不能照搬国外的技术。在借鉴国外领先技术的同时，也得拥有自己国家实际应用的设计方法和在实际应用中复杂情况的应对。在实际应用中，尽管我国自主研究的车牌识别产品的识别能力可以达到 90%以上，但是这些产品的系统在获取牌照时对环境要求较高，对于复杂的环境存在一定噪音时，识别率很低。出现识别精度低、识别时间过长等不足，因此我国的车牌自动识别系统还存在很大的发展空间。我国在这一领域的研究仍然很活跃，在我国的经济和科技能力不断增强下，相信不久的将来我们国家会拥有适合国家国情，属于我们国家成熟而先进的车牌识别系统。

    　关于车牌识别技术，国外在这一领域研究的要比中国早得多。早在 21 世纪初有关的专家就提出把图像处理技术和嵌入式技术结合起来进行探讨一系列的算法。对于国外领先的科技，我国应抱着积极的态度去借鉴国外技术，也应该有着明确的目标去铸造自己国内切合实际的技术产品。不同的是，中国车牌的情况比外国的更为复杂些，因为添加了汉字内容。不过在许多高校的专家在这一领域已研究出了如彩色分割自动识别等许多取得了突破性的成果。

    　1.4 论文结构安排

    　本次论文内容章节有以下 6 部分：

    　1. 绪论，首先对车牌识别系统的课题背景与研究意义进行分析，其次讲述了国内外研究现状。

    　广东东软学院本科毕业设计（论文）

    　 4

    　2. 讲述车牌识别控制系统相关技术，分析了嵌入式技术、图像处理技术，介绍了它们的优点和在车牌识别中的功能以及应用。最后对车牌识别的整个系统方案进行描述。

    　3. 硬件系统设计，描述了整个车牌识别系统的整体硬件系统框架并详细介绍了 STM32F103RBT6 最小系统板、OV7670 摄像头模块、TFT 显示屏模块，并分析了它们的优点以及使用场...

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