TRƯỜNG ĐẠI HỌC TIỀN GIANG HỘI ĐỒNG KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN --- NGUYỄN NHẬT KHANG Lớp ĐH Tin học 10 XÂY DỰNG HỆ THỐNG NHẬN DẠNG BIỂN SỐ XE MÁY CHO BÃI GIỮ XE TẠ
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC TIỀN GIANG HỘI ĐỒNG KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
-
NGUYỄN NHẬT KHANG
Lớp ĐH Tin học 10
XÂY DỰNG HỆ THỐNG NHẬN DẠNG BIỂN SỐ XE MÁY CHO BÃI GIỮ XE
TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TIỀN GIANG
BẢN THUYẾT MINH ĐỀ CƯƠNG
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN
Tiền Giang, tháng 7/năm 2014
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC TIỀN GIANG
ĐỀ CƯƠNG
XÂY DỰNG HỆ THỐNG NHẬN DẠNG BIỂN SỐ XE CHO BÃI GIỮ XE TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TIỀN GIANG
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN
Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học tự nhiên
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Nhật Khang Nam
Võ Thị Thủy Tuyên Nữ Dân tộc: Kinh
Lớp, khoa: ĐH Tin học 10, Công nghệ thông tin
Năm thứ: 4 Số năm đào tạo: 4
Ngành học: Tin học
Người hướng dẫn: ThS Trần Thế Hiệp
Tiền Giang, tháng 7/năm 2014
Trang 4MỤC LỤC
A MỞ ĐẦU 1
1 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1
2 Lý do chọn đề tài 1
3 Mục tiêu nghiên cứu 2
4 Phương pháp nghiên cứu 2
5 Đối tượng nghiên cứu 3
6 Phạm vi nghiên cứu 3
7 Nội dung nghiên cứu 3
8 Cấu trúc của đề tài 4
B NỘI DUNG 5
CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 5
1.1 Quy định biển số xe ở Việt Nam 5
1.2 Tổng quan về nhận dạng biển số xe 5
1.3 Tổng quan về xử lý ảnh 5
1.4 Phương pháp tách vùng chứa biển số 5
1.5 Phương pháp tách ký tự 5
1.6 Phương pháp nhận dạng ký tự 5
1.7 Thư viện xử lý ảnh EmguCV 5
1.8 Thẻ Mifare Ultralight ứng dụng trong hệ thống bãi giữ xe tự động 6
1.9 Môi trường phát triển phần mềm 6
CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ, CÀI ĐẶT PHẦN MỀM 7
2.1 Cài đặt chương trình nhận dạng biển số xe máy 7
2.2 Phân tích phần mềm nhận dạng biển số xe máy cho bãi giữ xe 7
2.3 Thiết kế phần mềm nhận dạng biển số xe máy cho bãi giữ xe 7
Trang 52.4 Cài đặt phần mềm nhận dạng biển số xe máy cho bãi giữ xe 7
C KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 8
1 KẾT LUẬN 8
2 KHUYẾN NGHỊ 8
TÀI LIỆU THAM KHẢO .9
TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 10
BẢNG DỰ TRÙ KINH PHÍ 12
Trang 61
A MỞ ĐẦU
1 Tổng quan tình hình nghiên cứu
Xe hai bánh đươc sử dụng tại Việt Nam rất phổ biến và ngày càng tăng, vì vậy cần rất nhiều bãi giữ xe Việc giữ xe bằng cách thủ công tốn nhiều nhân lực và thời gian xử lý chậm Khi số lượng xe gửi lớn, như tại các trường học, bệnh viện, xí nghiệp, siêu thị, các trung tâm giải trí, chợ… cổng vào ra bãi xe thường bị ùn tắc, người giữ xe phải tập trung căng thẳng nhưng vẫn khó đảm bảo không bị mất xe
Để giải quyết tình hình trên, một số bãi giữ xe đã ứng dụng tự động hóa để nâng cao tính hiệu quả và mức độ tin cậy của bãi giữ xe bằng cách trang bị hệ thống tự động nhận dạng biển số xe Các hệ thống này được một số công ty phần mềm phát triển
và cung cấp ra thị trường khoảng 3-4 năm nay Do các hệ thống đều được đăng ký bảo hộ sở hữu trí tuệ nên việc tìm hiểu, nghiên cứu “bên trong” của hệ thống gặp nhiều khó khăn
2 Lý do chọn đề tài
Ngày nay, với nhu cầu ngày càng cao của đời sống xã hội về phương tiện đi lại,
số lượng xe máy được nhiều người sử dụng trong sinh hoạt, đi học, đi làm, công tác… theo thời gian có xu hướng tăng lên đáng kể Tuy nhiên, việc ghi vé và quản lí
xe ra vào bãi giữ xe bằng cách thủ công thường gây ra ùn tắc khi lượng xe vào ra gặp lúc cao điểm, gây khó khăn cho nhân viên cũng như gây ra sự thất thoát tài chính cho chủ bãi giữ xe Ngoài ra, theo cách giữ xe thông thường như phát vé tay
và ghi phấn lên xe… khó kiểm soát xe ra vào nên thường xảy ra sự cố mất xe với những thủ đoạn tinh vi Đồng thời, việc ghi phấn lên xe sẽ gây mất mỹ quan Để giải quyết tình trạng trên nhiều công ty đã phát triển giải pháp quản lý bãi xe thông minh Giải pháp sử dụng công nghệ nhận dạng biển số xe tự động, thẻ từ, camera ghi nhận hình ảnh với độ phân giải cao
Hiện nay, bãi giữ xe của trường Đại học Tiền Giang hằng ngày tiếp nhận hàng nghìn lượt xe gửi Vào các giờ cao điểm như giờ sắp vào học, sau tan học thường xảy ra tình trạng ùn tắc tại cửa xe vào ra Vì bãi giữ xe sử dụng biện pháp thủ công
Trang 72
là ghi số lên xe và phát thẻ nên rất khó khăn cho người ghi thẻ và mất thời gian của người gửi xe trong trường hợp cùng lúc nhiều xe vào hoặc ra và tính an toàn cũng không cao Đồng thời, khi sử dụng biện pháp thủ công thì việc thống kê chính xác tiền gửi xe và số xe hiện trong bãi rất khó
Với mong muốn tìm hiểu kiến thức và kỹ năng để phát triển giải pháp quản lý bãi xe thông minh, là nhu cầu ngày càng thịnh hành tại các bãi giữ xe, trong đó có bãi giữ xe ở trường Đại học Tiền Giang, chúng em chọn đề tài "Xây dựng phần mềm nhận dạng biển số xe máy cho bãi giữ xe tại Trường Đại học Tiền Giang" làm
đề tài nghiên cứu của chúng em Đề tài này giúp chúng em củng cố nhiều kiến thức,
kỹ năng đã học trong chương trình đào tạo, đồng thời tạo cơ hội, cũng là thử thách,
để chúng em tìm hiểu, học hỏi một số lĩnh vực mới, đặc biệt là lĩnh vực xử lý ảnh, nhận dạng ảnh
3 Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng phần mềm nhận dạng biển số xe máy cho bãi giữ xe tại Trường Đại học Tiền Giang
Phần mềm dự kiến có các chức năng sau đây:
- Quản lý giao tiếp của máy tính với camera, đầu đọc thẻ từ
- Nhận dạng số xe từ ảnh chụp đuôi xe
- Quản lý lưu trữ, truy xuất, hiển thị dữ liệu xe vào, xe ra
- Thống kê, báo cáo
- Quản trị hệ thống: phân quyền, sao lưu dự phòng và phục hồi
4 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp lý thuyết:
- Nghiên cứu nguyên lý, thuật toán xử lý, nhận dạng ảnh số
- Nghiên cứu lý thuyết về giao tiếp máy tính với các thiết bị ngoại vi
Trang 83
Phương pháp thực nghiệm:
- Nghiên cứu, tìm hiểu các ứng dụng liên quan đến đề tài trong thực tế
- Tìm hiểu thực tế tại các bãi giữ xe
- Phân tích, thiết kế và cài đặt phần mềm
- Thử nghiệm phần mềm trên thưc tế
5 Đối tượng nghiên cứu
- Thuật toán xử lý ảnh và nhận dạng biển số
- Thư viện xử lý ảnh OpenCV, EmguCV
- Phương pháp giao tiếp máy tính với các thiết bị ngoại vi (camera, đầu đọc thẻ từ)
- Nguyên tắc hoạt động của hệ thống nhận dạng biển số xe máy ở bãi giữ xe
- Môi trường lập trình Microsoft Visual Studio 2010, hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server 2008, ngôn ngữ lập trình C#
6 Phạm vi nghiên cứu
- Phần mềm nhận dạng biển số xe máy phù hợp với thực tế tại bãi giữ xe trường Đại học Tiền Giang
- Qui cách, hình thức biển số xe máy theo Quy định của Bộ Công An Việt Nam
7 Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu các ứng dụng liên quan đến đề tài đã triển khai trong thực tế
- Nghiên cứu nguyên tắc hoạt động của hệ thống tự động nhận dạng biển số xe cho bãi giữ xe
- Nghiên cứu các giải thuật xử lý ảnh và nhận dạng nói chung cũng như giải thuật nhận dạng biển số xe
- Nghiên cứu về camera, đầu đọc thẻ từ và thẻ từ
Trang 94
- Tìm hiểu phương pháp giao tiếp máy tính với các thiết bị ngoại vi (camera, đầu đọc thẻ từ)
- Tìm hiểu phương pháp đóng gói ứng dụng, sao lưu và phục hồi Cơ sở dữ liệu
- Tìm hiểu môi trường lập trình Microsoft Visual Studio 2010, hệ quản trị cơ
sở dữ liệu SQL Server 2008
8 Cấu trúc của đề tài
Cấu trúc của đề tài gồm 3 phần như sau:
A Mở đầu
B Nội dung
Chương 1: Cơ sở lý thuyết và khoa học công nghệ
Chương 2: Phân tích, thiết kế, cài đặt và ứng dụng
C Kết luận và khuyến nghị
Trang 105
B NỘI DUNG CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
1.1 Quy định biển số xe ở Việt Nam
1.1.1 Quy định kích thước biển số xe
1.1.2 Cách sử dụng chữ và số trong sêri đăng ký của biển số
1.2 Tổng quan về nhận dạng biển số xe
1.3 Tổng quan về xử lý ảnh
1.3.1 Một số khái niệm trong xử lý ảnh
1.3.2 Các vấn đề cơ bản trong xử lý ảnh
1.4 Phương pháp tách vùng chứa biển số
1.4.1 Phương pháp phát hiện biên dùng biến đổi Hough
1.4.2 Phương pháp phát hiện biên dựa vào phép toán hình thái học 1.4.3 Giải thuật tìm biên
1.5 Phương pháp tách ký tự
1.6 Phương pháp nhận dạng ký tự
1.6.1 Tổng quan về nhận dạng
1.6.2 Bản chất của quá trình nhận dạng
1.6.3 Nhận dạng ký tự bằng phương pháp SVM
1.7 Thư viện xử lý ảnh EmguCV
Trang 116
1.7.1 Thư viện OpenCV
1.7.2 Thư viện EmguCV
1.8 Thẻ Mifare Ultralight ứng dụng trong hệ thống bãi giữ xe tự động
1.8.1 Tổng quan về thẻ Mifare
1.8.2 Thẻ Mifare Ultralight
1.9 Môi trường phát triển phần mềm
1.9.1 Môi trường lập trình Visual Studio NET
1.9.2 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server
Trang 127
CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ, CÀI ĐẶT PHẦN MỀM
2.1 Cài đặt chương trình nhận dạng biển số xe máy
2.1.1 Minh họa giải thuật
2.1.2 Giao diện chương trình
2.1.3 Đánh giá hiệu quả của chương trình
2.2 Phân tích phần mềm nhận dạng biển số xe máy cho bãi giữ xe
2.2.1 Phân tích yêu cầu
2.2.2 Các chức năng đề xuất của hệ thống
2.2.3 Phân tích cơ sở dữ liệu
2.2.4 Mô hình luồng dữ liệu (DFD - Data Flow Diagram)
2.2.5 Kịch bản của các chức năng
2.3 Thiết kế phần mềm nhận dạng biển số xe máy cho bãi giữ xe
2.3.1 Cơ sở dữ liệu
2.3.2 Các lớp
2.3.3 Các Form
2.4 Cài đặt phần mềm nhận dạng biển số xe máy cho bãi giữ xe
Trang 138
C KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
1 KẾT LUẬN
2 KHUYẾN NGHỊ
Trang 149
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Bộ công an, Quy định kích thước của chữ và số tên biển số ô tô, mô tô, máy kéo, xe máy điện, Rơ moóc, Sơmi Rơ moóc của tổ chức, cá nhân trong nước và nước ngoài (Ban hành kèm theo Thông tư 36/2010/TT-BCA ngày 12/10/2010 của
Bộ Công an), 2010
[2] Nguyễn Văn Long, Ứng dụng xử lý ảnh trong thực tế với thư viện OpenCV
http://www.comvisap.com/2011/11/ebook-ung-dung-xu-ly-anh-trong-thuc-te.html, 2013
[3] TS Đỗ Đăng Toàn, TS Phạm Việt Bình, Giáo Trình Xử lý ảnh, Đại Học
Thái Nguyên, Thái Nguyên, 2007
[4] Lê Hồng Thái, Giải pháp quản lý bãi gửi xe thông minh Smart Parking (SPM) của Biển Bạc, http://bienbac.net/archives/95, 2012
[5] Nguyễn Phạm Anh Tuấn, Báo cáo nghiên cứu khoa học Nhận dạng biển số
xe, Đại Học Lạc Hồng - khoa Điện - Điện tử, Biên Hòa, 2010
[6] Phan Thị Thanh Thủy, Đồ án tốt nghiệp Đại học ngành Công nghệ thông tin
“Tìm hiểu bài toán nhận dạng biển số xe”, Trường đại học dân lập Hải Phòng, Hải Phòng, 2009
[7] Tạo dự án EmguCV đầu tiên (creating my first EmguCV project),
http://vtct.wordpress.com/2013/05/24/tao-du-an-emgucv-dau-tien-creating-my-first-emgucv-project, 2013
[8] Tutorial - EmguCV: OpenCV in NET(C#, VB, C++ and more),
http://www.emgu.com/wiki/index.php/Tutorial, 2014
Trang 1510
TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
STT
Các nội dung, công vi ệc
chủ yếu cần được thực hiện
(gắn với các mốc đánh giá
chủ yếu)
Sản phẩm đạt được
Thời gian (bắt đầu, kết thúc)
Người thực hiện
1
Nghiên cứu ứng dụng thực tế,
nguyên tắc hoạt động của hệ
thống tự động nhận dạng biển
số xe
Hình dung về hệ thống cần xây dựng
Từ 20/05/2014 đến
29/05/2014
Thành viên trong nhóm
2
Tìm hiểu lý thuyết liên quan
đến đề tài; giải thuật nhận
dạng vùng biển số xe, các ký
tự trong vùng biển số; thư viện
xử lý ảnh
Cơ sở và hướng thực hiện đề tài
Từ 30/05/2014 đến
18/06/2014
Thành viên trong nhóm
3
Tìm hiểu phương pháp học
máy, huấn luyện tập mẫu
Tập mẫu dùng nhận dạng các
ký tự trong biền
số xe máy
Từ 19/06/2014 đến
03/07/2014
Thành viên trong nhóm
4
Phân tích, thiết kế giao diện
phần mềm và xây dựng cơ sở
dữ liệu
Các yêu cầu về phần mềm cho
hệ thống cần được phát triển
và cơ sở dữ liệu
Từ 04/07/2014 đến
25/07/2014
Thành viên trong nhóm
5
Cài đặt chức năng nhận dạng
biển số xe máy từ ảnh chụp
đuôi xe
Chức năng nhận dạng biển số xe máy từ ảnh chụp
Từ 26/07/2014 đến
Thành viên trong
Trang 1611
chứa biển số 09/08/2014 nhóm
6
Kết nối phần cứng của hệ
thống, cài đặt các chức năng
còn lại cho hệ thống
Hệ thống với mọi chức năng hoạt động đƣợc
Từ 10/08/2014 đến
28/08/2014
Thành viên trong nhóm
7
Chạy thử trên phần cứng, sửa
lỗi và hoàn chỉnh phần mềm
Phần mềm hoàn chỉnh
Từ 29/08/2014 đến
30/09/2014
Thành viên trong nhóm
Trang 1712
BẢNG DỰ TRÙ KINH PHÍ
ĐVT: đồng
Tiền Giang, ngày 29 tháng 7 năm 2014
Khoa Công nghệ thông tin Phòng QLKH & QHQT Phòng tài vụ
Duyệt của Hiệu trưởng
Các khoảng chi Đơn vị
tính
Số lượng
Đơn giá (VNĐ)
Thành tiền (VNĐ)
Xây dựng báo cáo khoa
Easycap 4ch USB 2.0 dvr
TỔNG CỘNG 4.000.000 (Bốn triệu chẵn)
