陈礼辉 吴振东 尚诗嫣 陈飞

摘 要：本文基于LabVIEW 2012、MATLAB 2016和Arduino UNO单片机搭建了一套停车场管理系统。本系统以LabVIEW作为载体，结合MATLAB和Arduino实现停车场管理系统的建立。本系统操作简单，使用者登陆之后就可以进行对车辆信息进行访问与管理，利用LabSQL工具实现LabVIEW和数据库之间的数据交互。该系统能够实时得到进出停车场的车辆信息，并且在LabVIEW中将这些信息进行呈现，方便使用者更好的了解停车场情况。

关键词：停车场管理系统；车牌识别；车位检测；图像处理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.142

0 引言

智能停车场系统在现代停车场管理中发挥着越来越重要的作用，将机器视觉应用到停车场管理系统中解决了现有的停车场管理问题。本项目是在数字图像处理知识基础上，通过建立一个基于LabVIEW，结合MATLAB和Arduino的停车场管理系统，使用者可以通过计算机上的客户端登录系统来对停车场内的车辆信息进行相应的操作，同时，使用者可以在系统上查看停车场内剩余停车位，车辆车牌号，车辆进出停车场时间等信息，从而帮助停车场管理员减轻管理压力，使管理人员的效率更高。

1 系统的设计与实现

本系统建立了集模拟道闸、用户登录，车牌识别、车位检测、车辆信息管理等诸多功能于一体的停车场管理系统，实现了LabVIEW与MATLAB及Arduino的联合。

1.1 车辆信息管理及登录

本系统将用户登陆界面作为主界面，其余功能作为子程序进行嵌套。主界面主要实现对用户的安全管理，即需要用户名和密码方可使用系统查看车辆信息。当使用者需要查询车辆信息时，使用者只需在车辆信息管理界面对车辆信息进行查看，车辆信息包括车辆车牌号，车辆进入时间，车辆离开时间等，如果使用者需要对特定车辆信息进行查询时，只需在查询框中输入特定车辆车牌号，则该车辆信息便会被筛选出来。

1.2 上下位机通信和硬件通信

在Arduino单片机上实现超声波测距模块与电机模块的电路连接，当超声波感应到一定距离范围内有车辆进出时，Arduino发信号给LabVIEW，LabVIEW从CCD摄像机中截取图像[1]，随后对得到的照片进行车牌识别，若车牌识别成功，则发信号给Arduino驱动电机旋转，模拟道闸抬起。

1.3 车牌识别

首先在LabVIEW中对从摄像头中所获得的图像进行重新定义大小以及分别提取RGB三色层等预处理后，再通过MATLAB脚本对预处理后的图像进行灰度化，边缘提取，膨胀腐蚀，删除小面积区域等操作获得车牌区域。再对所得图片进行二值化，重新定义大小并借助NI的 OCR training车牌的字符进行训练[2]，从而进行字符识别，得到相应的车牌号。

1.4 车位检测

为了方便车辆的停放以及缩短车辆在停车场内找寻停车位的时间，本系统通过利用现有停车场里的摄像头对停车场内的车位进行检测并将车位情况传送给上位机，上位机将车位情况发送给Arduino并在OLED显示屏上显示[3]。车主在驾駛车辆进入停车场前通过停车场前的显示屏上的车位信息对车位情况有一定了解，从而提高了车辆的停放效率。

根据先验知识对各车位在摄像机中的区域进行确定[4]，并在系统中进行标号。摄像机保持运行，系统每隔一定的时间对摄像机拍摄所得的画面进行截取[5]，然后将截取所得的画面与停车场无车时的背景作差，得到作差图片之后对其进行边缘提取，得到作差图像的二值化边缘图，通过先验知识对各区域的确定对边缘图像进行车位的分割得到各个车位的边缘图像。车位检测法有方差判别法、相关度判别法、标记判别法等方法[6]，本系统采用联合判别，对所得的边缘图像求方差、线性度、像素点个数三个量，通过对三个量设阈值，从而对该车位有无车进行联合判断[7]，最后将停车场内车位信息在OLED屏上显示出来。

1.5 数据库的建立和使用

该系统涉及到数据的存储与调用，所以需要建立数据库，本系统选择Access对数据进行存储和使用[8]。在车辆信息管理和登录模块等都用到了数据库。

2 结论

本系统以LabVIEW为开发平台，结合MATLAB软件和Arduino单片机，集合了车牌识别、车位检测、车辆信息管理等功能，车牌识别有利于管理员对车辆信息的实时收集，车位检测可以直接通过摄像头来完成，降低了成本，方便车辆进入时的引导，车辆信息可以直接在计算机上进行查询，从而方便停车场管理员对停车场车辆进行管理。此外，系统采用登入式模式进入，可以有效抵御外来入侵风险，保证系统数据库的安全性，确保车辆信息安全。

参考文献：

[1]阳能，吴德华.基于LabVIEW与IMAQ的汽车牌照识别[J].长沙航空职业技术学院学报，2006，6（04）：58-61.

[2]王党树，王新霞.基于LabVIEW图像法车牌智能识别系统[J].计算机测量与控制，2015，23（08）：2871-2874.

[3]刘圃卓，林杰华，娄晓博等.关于图像处理的空车位监控方法的探讨[J].软件，2017，38（01）：123-126.

[4]万婷婷，蒋大林，邓峰等.基于KL和核Fisher判别的车位检测方法[J].计算机工程，2011，37（08）：204-206.

[5]孟春宁，于艳美，蔡诚.基于计算机视觉的车辆及车位检测系统设计[J].公安海警学院学报，2015，14（04）：11-13.

[6]万婷婷，蒋大林，张斌等.基于视频停车场车位检测方法综述[J].仪器仪表学报，2009，30（06）：484-487.

[7]蒋大林，红丽，平彧等.基于视频图像的多特征车位检测算法[J].北京工业大学学报，2008，34（02）：137-140.

[8]尹技虎，王峰.基于LabSQL的LabVIEW数据库访问技术[J].仪表技术，2011（04）：55-62.