一种套牌机动车识别系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种套牌机动车识别系统，包括安装在机动车上的鸣笛发射终端、设置在公路旁侧的笛音及车牌识别终端和设置在监控中心的监控计算机，鸣笛发射终端包括第一微处理器和第一数据存储器，第一微处理器的输入端与机动车鸣笛按钮连接，第一微处理器的输出端接有数字喇叭；笛音及车牌识别终端包括第二微处理器和第二数据存储器，以及以太网通信电路模块，第二微处理器的输入端接有音频采集模块和视频采集模块，音频采集模块的输入端接有麦克风阵列，视频采集模块的输入端接有摄像头。本发明专利技术还公开了一种套牌机动车识别方法。本发明专利技术设计合理，对于环境噪声攻击有较强的鲁棒性，难以破解及去除，不需要数据库支持，工作安全可靠，实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能交通管理
，具体涉及一种套牌机动车识别系统及方法。
技术介绍
套牌机动车一直是交通管理部门调查和处罚的重要对象。其原因在于套牌车辆驾驶人易于存在侥幸心理，不遵守交通规则，对本车及他车均造成了严重的安全隐患，且不利于警方追查交通肇事逃逸车辆；同时一些犯罪分子为了逃避警方的追剿及日后追查，也对车辆车牌甚至车辆颜色、车标进行了更改，因此需要寻求一种能够快速锁定套牌机动车的方法。目前的套牌车辆识别方法大体上有以下几种：一是采用有源或无源电子芯片车牌或其他现有车牌的附属物，例如，申请号为201410054793.5的中国专利公开了一种汽车假套牌识别逻辑判断方法，是一种基于射频识别技术和车牌识别技术的汽车假套牌识别逻辑判断方法，但是易于被去除或盗用；二是利用图像识别的车牌、车身颜色和车标等车辆信息与车辆管理部门数据库中的对应信息进行比对，例如，申请号为201310519458.3的中国专利公开了一种汽车套牌快速发现装置，是一种通过车牌获取器及用于识别分析对比的服务器进行车牌识别的方法，但是后台需要进行大量计算和查找，不利于实时对套牌车辆进行处理；三是利用大数据算法对车辆运行轨迹进行逻辑判断获得疑似套牌车辆，例如，申请号为201510264209.3的中国专利公开了一种基于车辆行为分析的车辆套牌识别方法及装置，是一种在计算机系统上执行的基于车辆行为分析的车辆套牌识别方法，利用车辆行车记录的大数据，取同一车牌的多天数据，进行分析，但是需要大量的交通数据及路网监控资料作为支撑，也不利于快速锁定套牌车辆。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、设计合理、实现方便、工作安全可靠、实用性强、便于推广使用的套牌机动车识别系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种套牌机动车识别系统，其特征在于：包括安装在机动车上的鸣笛发射终端、设置在公路旁侧的笛音及车牌识别终端和设置在监控中心的监控计算机，所述鸣笛发射终端包括第一微处理器和与第一微处理器相接且内部存储有机动车牌号文本信息的第一数据存储器，所述第一微处理器的输入端与机动车鸣笛按钮连接，所述第一微处理器的输出端接有用于对植入机动车牌号文本水印的笛音信号进行播放的数字喇叭；所述笛音及车牌识别终端包括第二微处理器和与第二微处理器相接且内部存储有车牌识别软件与车牌识别终端的安装地理位置的第二数据存储器，以及用于通过Internet网络与监控计算机连接并通信的以太网通信电路模块，所述第二微处理器的输入端接有音频采集模块和视频采集模块，所述音频采集模块的输入端接有用于获取植入机动车牌号文本水印的笛音信号的麦克风阵列，所述视频采集模块的输入端接有用于获取套牌机动车图像的摄像头。上述的一种套牌机动车识别系统，其特征在于：所述第一微处理器和第二微处理器均为DSP数字信号处理器。本专利技术还公开了一种方法步骤简单、实现方便、识别快速准确、对于环境噪声攻击有较强的鲁棒性的套牌机动车识别方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、当驾驶员按下机动车鸣笛按钮时，鸣笛发射终端发射植入水印信号的机动车笛音信号，笛音及车牌识别终端对植入水印信号的机动车笛音信号进行采集；其中，鸣笛发射终端发射植入水印信号的机动车笛音信号的具体过程为：步骤101、第一微处理器读取存储在第一数据存储器中的机动车牌号文本信息，并调用符号化处理模块将机动车牌号文本信息处理为值为-1和+1的符号序列bs；步骤102、第一微处理器调用跳时扩频处理模块并采用跳时扩频方法对步骤101中产生的符号序列进行调制，得到发射端跳时扩频水印信号cs；步骤103、第一微处理器采用心理声学模型对步骤102中得到的发射端跳时扩频水印信号cs进行滤波处理，获得在听觉上不易察觉的待植入的水印信号w；步骤104、将待植入的水印信号w与笛音信号x进行叠加，得到植入水印信号的机动车笛音信号y，并通过数字喇叭播放；笛音及车牌识别终端对植入水印信号的机动车笛音信号进行采集的具体过程为：麦克风阵列获取植入机动车牌号文本水印的笛音信号并滤噪，音频采集模块对麦克风阵列输出的植入机动车牌号文本水印的笛音信号进行采集并传输给第二微处理器；当鸣笛的机动车经过笛音及车牌识别终端时，笛音及车牌识别终端对经过的机动车所挂车牌的车牌信号进行采集，具体过程为：摄像头获取鸣笛的机动车所挂车牌的车牌图像，视频采集模块对摄像头输出的鸣笛的机动车所挂车牌的车牌图像进行采集并传输给第二微处理器；同时，第二微处理器对鸣笛的机动车经过笛音及车牌识别终端的时间进行记录并储存于第二数据存储器中；步骤二、首先，笛音及车牌识别终端提取植入机动车牌号文本水印的笛音信号中的水印信号，获得鸣笛的机动车注册车牌号；然后，笛音及车牌识别终端对鸣笛的机动车所挂车牌的车牌图像进行分析处理，获得鸣笛的机动车悬挂车牌号；具体过程为：步骤201、第二微处理器采用心理声学模型对植入水印信号的机动车笛音信号y进行滤波处理，获得滤波处理后的含水印笛音信号β；步骤202、第二微处理器调用维纳滤波器滤波系数生成模块对滤波处理
后的含水印笛音信号β和预先存储在第二数据存储器中的校正车牌号文本信息进行分析处理，得到对滤波处理后的含水印笛音信号β进行维纳滤波所需的维纳滤波器的滤波系数；步骤203、第二微处理器采用步骤202中得到的维纳滤波器的滤波系数对滤波处理后的含水印笛音信号β进行维纳滤波处理，获得维纳滤波输出信号步骤204、第二微处理器对维纳滤波输出信号进行相关解调，获得接收到的值为-1和+1的符号序列；步骤205、第二微处理器将接收到的值为-1和+1的符号序列转化为二进制序列，再将二进制序列转化为文本信息，获得鸣笛的机动车注册车牌号，并储存于第二数据存储器中；步骤206、第二微处理器调用存储在第二数据存储器内的车牌识别软件，对其接收到的鸣笛的机动车所挂车牌的车牌图像进行分析处理，获得鸣笛的机动车悬挂车牌号，并储存于第二数据存储器中；步骤三、套牌机动车识别，具体过程为：步骤301、第二微处理器将其在步骤205中获得的鸣笛的机动车注册车牌号与步骤206中获得的鸣笛的机动车悬挂车牌号进行比对，当鸣笛的机动车注册车牌号与鸣笛的机动车悬挂车牌号相同时，判断为非套牌车辆；当鸣笛的机动车注册车牌号与鸣笛的机动车悬挂车牌号不相同时，判断为套牌车辆；步骤302、第二微处理器将套牌车辆的注册车牌号和悬挂车牌号通过以太网通信电路模块和Internet网络传输给上位计算机，并将鸣笛的机动车经过笛音及车牌识别终端的时间和车牌识别终端的安装地理位置传输给上位计算机，供车辆管理部门查看。上述的方法，其特征在于：步骤101中第一微处理器调用符号化处理模块将机动车牌号文本信息处理为值为-1和+1的符号序列bs的具体过程为：步骤1011、将机动车牌号文本信息从ASCII码转换到二进制码，得到一维向量as；步骤1012、根据公式bs＝2as-1对一维向量as进行乘2减1处理，得到值为-1和+1的符号序列bs。上述的方法，其特征在于：步骤102中第一微处理器调用跳时扩频处理模块并采用跳时扩频方法对步骤101中产生的符号序列进行调制，得到发射端跳时扩频水印信号cs的具体过程为：步骤1021、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种套牌机动车识别系统，其特征在于：包括安装在机动车上的鸣笛发射终端(1)、设置在公路旁侧的笛音及车牌识别终端(2)和设置在监控中心的监控计算机(4)，所述鸣笛发射终端(1)包括第一微处理器(1‑1)和与第一微处理器(1‑1)相接且内部存储有机动车牌号文本信息的第一数据存储器(1‑2)，所述第一微处理器(1‑1)的输入端与机动车鸣笛按钮(3)连接，所述第一微处理器(1‑1)的输出端接有用于对植入机动车牌号文本水印的笛音信号进行播放的数字喇叭(1‑3)；所述笛音及车牌识别终端(2)包括第二微处理器(2‑1)和与第二微处理器(2‑1)相接且内部存储有车牌识别软件与车牌识别终端(2)的安装地理位置的第二数据存储器(2‑2)，以及用于通过Internet网络(5)与监控计算机(4)连接并通信的以太网通信电路模块(2‑3)，所述第二微处理器(2‑1)的输入端接有音频采集模块(2‑4)和视频采集模块(2‑5)，所述音频采集模块(2‑4)的输入端接有用于获取植入机动车牌号文本水印的笛音信号的麦克风阵列(2‑6)，所述视频采集模块(2‑5)的输入端接有用于获取套牌机动车图像的摄像头(2‑7)。

【技术特征摘要】
1.一种套牌机动车识别系统，其特征在于：包括安装在机动车上的鸣笛发射终端(1)、设置在公路旁侧的笛音及车牌识别终端(2)和设置在监控中心的监控计算机(4)，所述鸣笛发射终端(1)包括第一微处理器(1-1)和与第一微处理器(1-1)相接且内部存储有机动车牌号文本信息的第一数据存储器(1-2)，所述第一微处理器(1-1)的输入端与机动车鸣笛按钮(3)连接，所述第一微处理器(1-1)的输出端接有用于对植入机动车牌号文本水印的笛音信号进行播放的数字喇叭(1-3)；所述笛音及车牌识别终端(2)包括第二微处理器(2-1)和与第二微处理器(2-1)相接且内部存储有车牌识别软件与车牌识别终端(2)的安装地理位置的第二数据存储器(2-2)，以及用于通过Internet网络(5)与监控计算机(4)连接并通信的以太网通信电路模块(2-3)，所述第二微处理器(2-1)的输入端接有音频采集模块(2-4)和视频采集模块(2-5)，所述音频采集模块(2-4)的输入端接有用于获取植入机动车牌号文本水印的笛音信号的麦克风阵列(2-6)，所述视频采集模块(2-5)的输入端接有用于获取套牌机动车图像的摄像头(2-7)。2.按照权利要求1所述的一种套牌机动车识别系统，其特征在于：所述第一微处理器(1-1)和第二微处理器(2-1)均为DSP数字信号处理器。3.一种利用如权利要求1所述套牌机动车识别系统进行套牌机动车识别的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、当驾驶员按下机动车鸣笛按钮(3)时，鸣笛发射终端(1)发射植入水印信号的机动车笛音信号，笛音及车牌识别终端(2)对植入水印信号的机动车笛音信号进行采集；其中，鸣笛发射终端(1)发射植入水印信号的机动车笛音信号的具体过程为：步骤101、第一微处理器(1-1)读取存储在第一数据存储器(1-2)中的机动车牌号文本信息，并调用符号化处理模块将机动车牌号文本信息处理为值为-1和+1的符号序列bs；步骤102、第一微处理器(1-1)调用跳时扩频处理模块并采用跳时扩频方法对步骤101中产生的符号序列进行调制，得到发射端跳时扩频水印信号cs；步骤103、第一微处理器(1-1)采用心理声学模型对步骤102中得到的发射端跳时扩频水印信号cs进行滤波处理，获得在听觉上不易察觉的待植入的水印信号w；步骤104、将待植入的水印信号w与笛音信号x进行叠加，得到植入水印信号的机动车笛音信号y，并通过数字喇叭(1-3)播放；笛音及车牌识别终端(2)对植入水印信号的机动车笛音信号进行采集的具体过程为：麦克风阵列(2-6)获取植入机动车牌号文本水印的笛音信号并滤噪，音频采集模块(2-4)对麦克风阵列(2-6)输出的植入机动车牌号文本水印的笛音信号进行采集并传输给第二微处理器(2-1)；当鸣笛的机动车经过笛音及车牌识别终端(2)时，笛音及车牌识别终端(2)对经过的机动车所挂车牌的车牌信号进行采集，具体过程为：摄像头(2-7)获取鸣笛的机动车所挂车牌的车牌图像，视频采集模块(2-5)对摄像头(2-7)输出的鸣笛的机动车所挂车牌的车牌图像进行采集并传输给第二微处理器(2-1)；同时，第二微处理器(2-1)对鸣笛的机动车经过笛音及车牌识别终端(2)的时间进行记录并储存于第二数据存储器(2-2)中；步骤二、首先，笛音及车牌识别终端(2)提取植入机动车牌号文本水印的笛音信号中的水印信号，获得鸣笛的机动车注册车牌号；然后，笛音及车牌识别终端(2)对鸣笛的机动车所挂车牌的车牌图像进行分析处理，获得鸣笛的机动车悬挂车牌号；具体过程为：步骤201、第二微处理器(2-1)采用心理声学模型对植入水印信号的机动车笛音信号y进行滤波处理，获得滤波处理后的含水印笛音信号β；步骤202、第二微处理器(2-1)调用维纳滤波器滤波系数生成模块对滤波处理后的含水印笛音信号β和预先存储在第二数据存储器(2-2)中的校正车牌号文本信息进行分析处理，得到对滤波处理后的含水印笛音信号β进行
\t维纳滤波所需的维纳滤波器的滤波系数；步骤203、第二微处理器(2-1)采用步骤202中得到的维纳滤波器的滤波系数对滤波处理后的含水印笛音信号β进行维纳滤波处理，获得维纳滤波输出信号步骤204、第二微处理器(2-1)对维纳滤波输出信号进行相关解调，获得接收到的值为-1和+1的符号序列；步骤205、第二微处理器(2-1)将接收到的值为-1和+1的符号序列转化为二进制序列，再将二进制序列转化为文本信息，获得鸣笛的机动车注册车牌号，并储存于第二数据存储器(2-2)中；步骤206、第二微处理器(2-1)调用存储在第二数据存储器(2-2)内的车牌识别软件，对其接收到的鸣笛的机动车所挂车牌的车牌图像进行分析处理，获得鸣笛的机动车悬挂车牌号，并储存于第二数据存储器(2-2)中；步骤三、套牌机动车识别，具体过程为：步骤301、第二微处理器(2-1)将其在步骤205中获得的鸣笛的机动车注册车牌号与步骤206中获得的鸣笛的机动车悬挂车牌号进行比对，当鸣笛的机动车注册车牌号与鸣笛的机动车悬挂车牌号相同时，判断为非套牌车辆；当鸣笛的机动车注册车牌号与鸣笛的机动车悬挂车牌号不相同时，判断为套牌车辆；步骤302、第二微处理器(2-1)将套牌车辆的注册车牌号和悬挂车牌号通过以太网通信电路模块(2-3)和Internet网络(5)传输给上位计算机，并将鸣笛的机动车经过笛音及车牌识别终端(2)的时间和车牌识别终端(2)的安装地理位置传输给上位计算机，供车辆管理部门查看。4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤101中第一微处理器(1-1)调用符号化处理模块将机动车牌号文本信息处理为值为-1和+1的符号序列bs的具体过程为：步骤1011、将机动车牌号文本信息从ASCII码转换到二进制码，得到一维向量as；步骤1012、根据公式bs＝2as-1对一维向量as进行乘2减1处理，得到值为-1和+1的符号序列bs。5.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤102中第一微处理器(1-1)调用跳时扩频处理模块并采用跳时扩频方法对步骤101中产生的符号序列进行调制，得到发射端跳时扩频水印信号cs的具体过程为：步骤1021、生成伪随机序列q；步骤1022、对伪随机序列q采用Walsh序列发生器生成Walsh-Hadamard序列的扩频信号v；步骤1023、根据公式对扩频信号v进行跳时扩频处理，得到发射端跳时扩频水印信号cs；其中，cs(n)为发射端跳时扩频水印信号cs的第n个元素，n的取值为1～Ns，Ns为发射端跳时扩频水印信号cs的维数；bs,m为符号序列bs的第m个元素，m的取值为0～Ms-1，Ms为符号序列bs的维数；L为扩频信号v的维数。6.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤103中驾驶员按下机动车鸣笛按钮(3)时，第一微处理器(1-1)采用心理声学模型对步骤102中得到的发射端跳时扩频水印信号cs进行滤波处理，获得在听觉上不易察觉的待植入的水印信号w的具体过程为：步骤1031、第一微处理器(1-1)对驾驶员按下机动车鸣笛按钮(3)时产生的笛音信号x采用在MPEG-1音频中使用的心理声学模型进行滤波处理，获得一掩蔽阈值；步骤1032、将步骤1031中获得的掩蔽阈值作为滤波器的输出相应，设计一全极点滤波器并采用Levinson递推算法获得全极点滤波器G(z)的系数ai(i＝1,2,…r)和b0，其中，r为全极点滤波器G(z)的阶数且r的取值为3～15，z为对连续时间系统采样得到的采样信号进行处理的空间域；步骤1033、采用步骤1032中设计的全极点滤波器G(z)对步骤102中
\t得到的发射端跳时扩频水印信号cs进行滤波处理，获得在听觉上不易察觉的待植入的水印信号w。7.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤201中第二微处理器(2-1)采用心理声学模型对植入水印信号的机动车笛音信号y进行滤波处理，获得滤波处理后的含水印笛音信号β的具体过程为：步骤2011、第二微处理器(2-1)对植入水印信号的机动车笛音信号y采用在MPEG-1音频中使用的心理声学模型进行滤波处理，获得一掩蔽阈值；步骤2012、将步骤2011中获得的掩蔽阈值作为滤波器的输出相应，设计一全零点滤波器并采用Levinson递推算法获得全零点滤波器H(z)的系数di(i＝1,2,…u)和e0，其中，u为全零点滤波器H(z)的阶数且u的取值为3～15，z为对连续时间系统采样得到的采样信号进行处理的空间域；步骤2013、采用步骤2012中设计的全零点滤波器H(z)对植入水印信号的机动车笛音信号y进行滤波处理，获得滤波处理后的含水印笛音信号β。8.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤202中第二微处理器(2-1)调用维纳滤波器滤波系数生成模块对滤波处理后的含水印笛音信号β和预先存储在第二数据存储器(2-2)中的校正车牌号文本信息进行分析处理，得到对滤波处理后的含水印笛音信号β进行维纳滤波所需的维纳滤波器的滤波系数的具体过程为：步骤2021、第二微处理器(2-1)读取存储在第二数据存储器(2-2)中的校正车牌号文本信息，并调用符号化处理模块将校正车牌号文本信息处理为值为-1和+1的符号序列br；步骤2022、第二微处理器(2-1)调用跳时扩频处理模块并采用跳时扩频方法对步骤2021中产生的符号序列进行调制，得到接收端跳时扩频水印信
\t号cr，其具体过程为：步骤20221、生成与步骤1021中相同的伪随机序列q；步骤20222、对伪随机序列q采用Walsh序列发生器生成Walsh-Hadamard序列的扩频信号v；步骤20223、根据公式对扩频信号v进行跳时扩频处理，得到接收端跳时扩频水印信号cr；其中，cr(n)为接收端跳时扩频水印信号cr的第n个元素，n的取值为1～Nr，Nr为接收端跳时扩频水印信号cr的维数；br,m为符号序列br的第m个元素，m的取值为0～Mr-1，Mr为符号序列br的维数；L为扩频信号v的维数；步骤2023、分别计算滤波处理后的含水印笛音信号β的自相关函数和接收端跳时扩频水印信号cr的自相关函数；步骤2024、构建Wiener-Hopf方程 φ β β ( ...

【专利技术属性】
技术研发人员：鱼海涛，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61