基于樹(shù)莓派4B設(shè)計(jì)的智慧停車(chē)場(chǎng)(華為云在線車(chē)牌識(shí)別接口)

1. 項(xiàng)目介紹

車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)視頻圖像識(shí)別技術(shù)在車(chē)輛牌照識(shí)別中的一種經(jīng)典應(yīng)用，現(xiàn)在高速電子收費(fèi)（ETC），違規(guī)駕駛、超速駕駛、停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)，等等很多場(chǎng)景都用到了車(chē)牌識(shí)別技術(shù)。

這篇文章就利用華為云的人工智能分類(lèi)里的車(chē)牌號(hào)識(shí)別接口，快速搭建一個(gè)停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)，硬件采用樹(shù)莓派開(kāi)發(fā)板，攝像頭采用普通的免驅(qū)USB攝像頭，使用超聲波測(cè)距模塊檢測(cè)是否有車(chē)輛靠近，車(chē)牌識(shí)別接口采用的是在線的方式；軟件后臺(tái)、UI界面采用QT、C++設(shè)計(jì)，支持跨平臺(tái)，比較方便，代碼一次寫(xiě)完，主流平臺(tái)都可以編譯運(yùn)行。

本項(xiàng)目只是為了演示車(chē)牌號(hào)識(shí)別接口的使用，快速搭建了一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，很多細(xì)節(jié)還沒(méi)考慮完善。

識(shí)別思路: 使用兩個(gè)USB攝像頭當(dāng)做進(jìn)口與出口，分別使用超聲波測(cè)距模塊不斷測(cè)量攝像頭前方的物體距離，當(dāng)檢測(cè)到車(chē)輛靠近的時(shí)候，讀取當(dāng)前攝像頭的一幀數(shù)據(jù)，通過(guò)華為云的車(chē)牌號(hào)識(shí)別接口進(jìn)行識(shí)別，返回識(shí)別結(jié)果；如果是入口攝像頭，那么就將識(shí)別的車(chē)牌存放到數(shù)據(jù)庫(kù)，并記錄當(dāng)前入場(chǎng)時(shí)間，如果是出口，就與當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)里的車(chē)牌數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，找到車(chē)牌入場(chǎng)的時(shí)間，與當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行相減得到停車(chē)時(shí)間，再根據(jù)停車(chē)場(chǎng)設(shè)置的計(jì)費(fèi)規(guī)則，完成費(fèi)用提示，語(yǔ)音播報(bào)，告訴車(chē)主需要付款多少錢(qián)。

2. 配置華為云接口

2.1 開(kāi)通車(chē)牌識(shí)別服務(wù)

當(dāng)前體驗(yàn)的是在線API車(chē)牌接口，需要先開(kāi)通車(chē)牌識(shí)別服務(wù)，才可以使用接口（需要先注冊(cè)華為云賬號(hào)登錄）。

車(chē)牌識(shí)別服務(wù)開(kāi)通地址: https://console.huaweicloud.com/ocr/?region=cn-north-4#/ocr/overview

接口的使用計(jì)費(fèi)說(shuō)明頁(yè)面: https://www.huaweicloud.com/pricing.html?tab=detail#/ocr

可以看到，如果使用在線API接口實(shí)現(xiàn)車(chē)牌識(shí)別，每月免費(fèi)1000次，作為體驗(yàn)來(lái)講已經(jīng)足夠了。

2.2 車(chē)牌識(shí)別接口使用介紹

在線文檔地址: https://support.huaweicloud.com/api-ocr/ocr_03_0040.html

在這個(gè)頁(yè)面可以看到在線請(qǐng)求的接口地址，參數(shù)、響應(yīng)結(jié)果等詳細(xì)介紹。

如果想快速體驗(yàn)效果，可以直接使用在線調(diào)試功能，這個(gè)功能非常好用，可以快速體驗(yàn)各種接口，參數(shù)的功能。

在線調(diào)試地址: https://apiexplorer.developer.huaweicloud.com/apiexplorer/doc?product=OCR&api=RecognizeLicensePlate

準(zhǔn)備一張待測(cè)試識(shí)別的車(chē)牌:

使用接口調(diào)試:

調(diào)試的時(shí)候需要填入圖片的base64編碼，可以直接使用瀏覽器自帶的功能實(shí)現(xiàn)。

官網(wǎng)文檔: https://support.huaweicloud.com/ocr_faq/ocr_01_0032.html

實(shí)操:

2.3 接口總結(jié)

請(qǐng)求方式: post
 ?
 URL地址格式: POST https://{endpoint}/v2/{project_id}/ocr/license-plate
 ?
 實(shí)際地址: (下面填的是我的項(xiàng)目ID，需要替換成自己，服務(wù)器域名也是一樣)
 https://ocr.cn-north-4.myhuaweicloud.com/v2/0e5957be8a00f53c2fa7c0045e4d8fbf/ocr/license-plate
 ?
 請(qǐng)求頭: 
 {
  "User-Agent": "API Explorer",
  "X-Auth-Token": "******", 這里填Token
  "Content-Type": "application/json;charset=UTF-8"
 }
 ?
 ?
 請(qǐng)求體:
 {
  "image": "/9j/4AAQSkZJRgABAQEAkACQAAD/2wBDAAMCAgMCAgMDAwME.........這里是圖片的base64編碼，非常長(zhǎng)，這里就省略了，明白意思就行....."
 }
 ?
 響應(yīng)頭:
 {
  "Darklaunch-Rule-Name": "s-bdc8-1254-202112061537",
  "Server": "api-gateway",
  "X-Request-Id": "6b9a88702fe419acd8b638d35a9bf523",
  "Connection": "keep-alive",
  "X-ModelArts-Trace": "6b9a88702fe419acd8b638d35a9bf523",
  "Content-Length": "544",
  "X-ModelArts-Latency": "100",
  "Date": "Sun, 26 Dec 2021 15:29:46 GMT",
  "Instance-Request-Count": "1",
  "Content-Type": "application/json"
 }
 ?
 響應(yīng)體:
 {
  "result": [
   {
    "plate_number": "京A33333",
    "plate_color": "blue",
    "plate_location": [
     [
      236,
      331
     ],
     [
      882,
      331
     ],
     [
      882,
      542
     ],
     [
      236,
      542
     ]
    ],
    "confidence": 0.9964
   }
  ]
 }

2.4 接口參數(shù)解釋

上面2.3小節(jié)里總結(jié)了接口地址一些詳細(xì)參數(shù)，這里把接口里的一些重要參數(shù)解釋一遍。

車(chē)牌識(shí)別的URL:

POST https://{endpoint}/v2/{project_id}/ocr/license-plate

endpoint 是指定承載REST服務(wù)端點(diǎn)的服務(wù)器域名或IP，不同服務(wù)不同區(qū)域的endpoint不同，可以從終端節(jié)點(diǎn)中獲取。

例如，OCR服務(wù)在“華北-北京四”區(qū)域的 “endpoint” 為“ocr.cn-north-4.myhuaweicloud.com”。

URL里還有一個(gè)project_id參數(shù)，這是項(xiàng)目ID，可以從獲取項(xiàng)目ID中獲取。

請(qǐng)求頭里有個(gè)比較總要的參數(shù):X-Auth-Token, 華為云上面幾乎所有的API接口請(qǐng)求頭都需要填X-Auth-Token，獲取的方法在這里: https://bbs.huaweicloud.com/blogs/317759 翻到第3小節(jié)。

3. 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)代碼

3.1 車(chē)牌識(shí)別請(qǐng)求代碼

//車(chē)牌識(shí)別接口
 void Widget::car_distinguish(QImage imag)
 {
     function_select=0;
     QString requestUrl;
     QNetworkRequest request;
 ?
     //存放圖片BASE64編碼
     QString imgData;
 ?
     //設(shè)置請(qǐng)求地址
     QUrl url;
 ?
     //車(chē)牌識(shí)別請(qǐng)求地址
     requestUrl = QString("https://ocr.%1.myhuaweicloud.com/v2/%2/ocr/license-plate")
             .arg(SERVER_ID)
             .arg(PROJECT_ID);
 ?
     //設(shè)置數(shù)據(jù)提交格式
     request.setHeader(QNetworkRequest::ContentTypeHeader, QVariant("application/json;charset=UTF-8"));
 ?
     //將圖片進(jìn)行Base64編碼
     imgData = QString(toBase64(imag)); //編碼后的圖片大小不超過(guò)2M
     //設(shè)置token
     request.setRawHeader("X-Auth-Token",Token);
 ?
     //構(gòu)造請(qǐng)求
     url.setUrl(requestUrl);
     request.setUrl(url);
 ?
     QString post_param=QString("{"image": "%1"}").arg(imgData);
 ?
     //發(fā)送請(qǐng)求
     manager- >post(request, post_param.toUtf8());
 }

3.2 圖片base64編碼

/*
 將圖片進(jìn)行base64編碼
 */
 QByteArray Widget::toBase64(const QImage &image)
 {
     //將要檢測(cè)的圖片進(jìn)行BASE64編碼
     QByteArray ba;
     QBuffer buffer(&ba);
     buffer.open(QIODevice::WriteOnly);
     //以png格式將圖片數(shù)據(jù)寫(xiě)入ba
     image.save(&buffer,"jpg");
 ?
     buffer.close();
     return ba.toBase64();
 }

3.3 超聲波模塊驅(qū)動(dòng)代碼

#include < linux/kernel.h >
 #include < linux/module.h >
 #include < linux/miscdevice.h >
 #include < linux/fs.h >
 #include < linux/uaccess.h >
 #include < linux/io.h >
 #include < linux/irq.h >
 #include < linux/delay.h >
 #include < linux/workqueue.h >
 #include < linux/gpio.h >
 #include < mach/gpio.h >
 #include < plat/gpio-cfg.h >
 #include < linux/timer.h >
 #include < linux/wait.h >
 #include < linux/sched.h >
 #include < linux/poll.h >
 #include < linux/fcntl.h >
 #include < linux/interrupt.h >
 #include < linux/ktime.h >
 ?
 static unsigned int distance_irq; /*存放中斷號(hào)*/
 static u32 *GPB_DAT=NULL;
 static u32 *GPB_CON=NULL;
 ?
 /*
 工作隊(duì)列處理函數(shù): 
 */
 static void distance_work_func(struct work_struct *work)
 {
     u32 time1,time2;
     time1=ktime_to_us(ktime_get()); /*獲取當(dāng)前時(shí)間,再轉(zhuǎn)換為 us 單位*/
 ?
     /*等待高電平時(shí)間結(jié)束*/
     while(gpio_get_value(EXYNOS4_GPX1(0))){}
     
     time2=ktime_to_us(ktime_get()); /*獲取當(dāng)前時(shí)間,再轉(zhuǎn)換為 us 單位*/
 ?
     printk("us=%dn",time2-time1);  /*us/58=厘米*/
 }
 ?
 /*靜態(tài)方式初始化工作隊(duì)列*/
 static DECLARE_WORK(distance_work,distance_work_func);
 ?
 /*
 中斷處理函數(shù): 用于檢測(cè)超聲波測(cè)距的回波
 */
 static irqreturn_t distance_handler(int irq, void *dev)
 {
     /*調(diào)度工作隊(duì)列*/
     schedule_work(&distance_work);
     return IRQ_HANDLED;
 }
 ?
 static void distance_function(unsigned long data);
 /*靜態(tài)方式定義內(nèi)核定時(shí)器*/
 static DEFINE_TIMER(distance_timer,distance_function,0,0);
 ?
 /*內(nèi)核定時(shí)器超時(shí)處理函數(shù): 觸發(fā)超聲波發(fā)送方波*/
 static void distance_function(unsigned long data)
 {
     static u8 state=0;
     state=!state;
     
     /*更改GPIO口電平*/
     if(state)
     {
         *GPB_DAT|=1< 7;
     }
     else
     {
         *GPB_DAT&=~(1< 7);
     }
     
     /*修改定時(shí)器的超時(shí)時(shí)間*/
     mod_timer(&distance_timer,jiffies+msecs_to_jiffies(100));
 }
 ?
 static int __init tiny4412_distance_dev_init(void) 
 {
     int err;
     /*1. 映射GPIO口地址*/
     GPB_DAT=ioremap(0x11400044,4);
     GPB_CON=ioremap(0x11400040,4);
 ?
     *GPB_CON&=~(0xF< 4*7);
     *GPB_CON|=0x1< 4*7; /*配置輸出模式*/
     
     /*2. 根據(jù)GPIO口編號(hào),獲取中斷號(hào)*/
     distance_irq=gpio_to_irq(EXYNOS4_GPX1(0));
     
     /*3. 注冊(cè)中斷*/
     err=request_irq(distance_irq,distance_handler,IRQ_TYPE_EDGE_RISING,"distance_device",NULL);
     if(err!=0)printk("中斷注冊(cè)失敗!n");
     else printk("中斷:超聲波測(cè)距驅(qū)動(dòng)安裝成功!n");
 ?
     /*4. 修改定時(shí)器超時(shí)時(shí)間*/
     mod_timer(&distance_timer,jiffies+msecs_to_jiffies(100));
     
     return 0;
 }
 ?
 static void __exit tiny4412_distance_dev_exit(void) 
 {
     /*5. 注銷(xiāo)中斷*/
     free_irq(distance_irq,NULL);
 ?
     /*6. 停止定時(shí)器*/
     del_timer(&distance_timer);
     
     /*7. 取消IO映射*/
     iounmap(GPB_DAT);
     iounmap(GPB_CON);
     printk("中斷:超聲波測(cè)距驅(qū)動(dòng)卸載成功!n");
 }
 ?
 module_init(tiny4412_distance_dev_init);
 module_exit(tiny4412_distance_dev_exit);
 MODULE_LICENSE("GPL");

審核編輯：湯梓紅