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Hindawi出版公司
杂志上的传感器
卷,2016篇文章ID 6260372,7页
http://dx.doi.org/10.1155/2016/6260372
研究文章
使用智能玻璃gPark:车辆停车管理系统
Rana e·艾哈迈德
美国大学计算机科学与工程系,沙迦,沙迦,阿联酋
信件应该写给Rana e·艾哈迈德,rahmed@aus.edu
收到2015年12月19日,修订后的2016年2月23日,接受了2016年3月3日
学术编辑:泛孟
版权copy;2016 Rana e·艾哈迈德。这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。
最近的进步可穿戴技术开辟了新的途径的应用在各个领域。介绍了设计、实现和测试结果使用智能玻璃技术车辆停车管理系统。管理系统由四个相互关联的应用程序。最重要的一个,运行在智能玻璃、扫描车辆车牌和实时提取相关信息。车辆信息发送到远程服务器的任何违反的检查。服务器发送的更新回玻璃,允许停车服务员采取进一步行动,如果需要的话。系统在真实的场景中进行了测试,发现检测精度高达75%可以很容易地实现与当前硬件和软件功能的谷歌眼镜。
1.介绍
传统的车辆停车管理系统是becom-ing效率低下,需要大量的人工交互。当人想公园一辆车在停车场,他/她必须购买一张票一个特定的时间或在某些情况下有一个停车标签分配给一定时间(如日/月/年)。在这两种场景,停车服务员必须走到汽车的挡风玻璃和检查显示的机票或贴纸。在任何违反规则的情况下,停车服务员笔记下车辆的车牌和问题罚款和汽车的挡风玻璃上的细滑的地方。
最近可穿戴技术进步可以帮助我们设计更好的和高效的停车管理系统。本文描述了一个新颖的解决上述问题使用智能玻璃,更具体地说,谷歌眼镜。在我们的解决方案,名叫gPark停车服务员不需要走到一辆汽车的挡风玻璃;相反,服务员就使用谷歌眼镜扫描车辆的车牌。应用程序运行在玻璃处理汽车的牌照和实时提取车辆细节。车辆详细信息被发送到服务器,以检查任何违反停车。在玻璃屏幕上显示的信息可以是任何违反注册到系统,不仅有助于停车服务员执法机构,如果必要的。
谷歌眼镜今天在市场上最新的可穿戴技术。2015年1月,谷歌宣布将停止生产的原型,但仍致力于发展玻璃。谷歌眼镜内置摄像头,除了其他两个输入的方法。一个输入方法是通过使用电容式触摸板放在右边的玻璃。T他改变电容触摸板可以响应用户的指令。当用户的手指接触触摸面板,一个控制器芯片放置在内部检测电容的变化和寄存器作为联系。用手指水平,
它允许用户浏览设备上的菜单列表。输入的其他方法是通过语音指令。谷歌开始部署自定义开发的应用程序的玻璃,玻璃器皿。这两种开发技术可用玻璃镜子API和开发工具包(GDK)[1 - 3]。
镜子API允许谷歌眼镜的交互与一个基于web的服务,谷歌的云API和开发基于web服务相互交谈,然后与玻璃本身发生的沟通。GDK android,镜子上不需要网络运行API。此外,应用程序使用GDK运行开发地方性地在玻璃上而不是在服务器上。
我们所知,没有出版工作在公共领域的设计停车场管理系统使用谷歌眼镜。以下是一些相关的报告文学作品。
在[4]中,神经网络的人工视觉系统,Visicar提议。这个系统可以分析汽车的任何相机的图像来定位车牌,认识到汽车的注册号。系统分析了图像的目的发现和识别汽车车牌。
提出了几种车牌识别方法在文献[3,5 - 8]。这些方法使用静态图像或视频处理板数量信息。使用最广泛的系统到现在的一个停车官员携带手持个人数字助理(pda)记录车辆的细节在任何违反。PDA是连接到一个服务器发送这些细节,记录特定车辆的主人,对于违反[9]。
本文的其余部分组织如下。第二部分提供了详细的系统架构与硬件的细节,我们的应用程序软件和网络组件。第三节描述了应用程序的一个重要的组件的工作,谷歌眼镜的应用程序。我们提供测试结果和讨论结果在第四节,其次是在第五部分的结论。
2.系统架构
2.1.gPark应用程序概述。gPark停车解决方案,描述了本文涉及多个移动设备如谷歌眼镜和手机。T他gPark应用程序被拆分成四个主要组件:
(1)gPark谷歌眼镜的应用程序。
(2)gPark Web服务/管理。
(3)gPark移动通信。
(4)gPark云同步。
接下来简要描述的组件。
2.1.1.玻璃gPark谷歌应用程序。加载谷歌眼镜的车牌自动识别(ANPR)处理系统,它使用内置摄像头玻璃捕获一个活的饲料和处理任何牌照的存在。谷歌眼镜应用程序的主要目的是开发一个车牌识别制度,identif ies车辆的车牌。T他停车服务员可以穿谷歌眼镜,可以实时扫描车辆。一旦相机识别汽车牌照并捕捉它,应用程序提取车牌的细节(如。F 7193),将它转换成原始的数字格式,并将它推到后端数据库通过HTTP POST和GET方法进行进一步处理。
2.1.2.gPark Web服务/管理。玻璃gPark谷歌应用程序与网络通信接口请求车辆注册信息的制度。请求的数量,这个系统可以处理大规模和与时间有关的(如,在一天的特定时间的沉重的请求)。后端数据库包含用户的记录和注册的车辆。作为算法的查询数据库,试图获得车牌匹配数据,用户的名称、状态、和车牌号推迟到玻璃,一旦找到匹配。推动方法,从玻璃使用api来实现使用一个基于云计算的服务器发送和接收数据。此外,应用程序允许管理员管理用户和管理车辆和停车设施。这个应用程序是用PHP和HTML前端和MySQL数据库管理系统作为后端。微软Azure云平台上部署web服务,可根据客户需求比例上升/下降。此外,一旦谷歌眼镜读取车辆的详细信息,它的标签的GPS坐标向服务器(经度和纬度)。这有助于定位标记的任何车辆的历史记录系统。
2.1.3.gPark移动通信。谷歌上的功能可用玻璃(ANPR算法)和web界面复制在移动应用程序中,使之成为一个跨平台的应用程序。在谷歌眼镜不可用的情况下,相同的过程可以使用移动电话。此外,应用程序还允许停车服务员发出罚款车辆有任何注册违规停车。
2.1.4.gPark云同步。gPark云是一个集成来自于允许gPark协调和无缝synchro-nize上面提到的数据在不同的组件。这些组件之间的坐标的运动数据通过提供一个集中的云平台。gPark Web、gPark玻璃和gPark移动伴侣接口与gPark云确保相同的数据可通过任何设备访问。例如,gPark玻璃接口gPark云从牌照更新捕获的信息。相同的信息访问gPark网络以及gPark移动。Web服务运行在微软Azure,目的是使用Java Tomcat和促进这一特性。数据库和应用程序逻辑驻留在这云平台。
(1)远程图像处理:将车牌的照片发送到后端服务器,然后运行一个图像处理算法在服务器,或
- 本地图像处理:运行OpenCV(开源计算机视觉)图像识别引擎谷歌眼镜处理器[10]。
2.2.1.远程图像处理。的一个主要限制在这种设计方法的制定是谷歌眼镜的有限的处理能力。此外,更高的电池电力消费在图像处理的玻璃是一个重大挫折。为了解决这个特定的问题,表明这张照片(远程图像处理方法。jpg文件)的汽车板发送到远程web服务器,电池寿命和处理能力不是一个约束和图像识别算法是在服务器端运行。这将有助于解决电池能量耗尽的问题,减少运行图像处理计算密集型应用程序的复杂性在谷歌上玻璃。以下是一些优势使用这种方法:
(1)是谷歌眼镜更长的电池寿命。
(2)复杂性和图像识别的准确性,可以更好地从图像识别的系统组件驻留在一个强大的服务器CPU速度和内存大小不是有限的。
该方法的主要缺点是,发送。jpg图像从玻璃到web服务器需要较高的网络带宽和可靠的网络连接。这可以挑战的地区贫困或有限的连接到互联网。
2.2.2.本地图像处理在玻璃。OpenCV(开源计算机视觉)[10]是一个开源库,优化,针对实时计算机视觉编程功能。OpenCV的应用领域,我们的研究包括2 d和3 d功能评估和赞赏,分割,人机交互(人机相互作用)。为了支持上述应用领域,OpenCV包括图书馆统计机器学习算法。算法包括支持向量机(SVM)和人工神经网络(ann)。
当地的图像处理方法是开发gPark应用程序还包括OCR的玻璃和OpenCV集成。这种方法将帮助过程和从玻璃内部图像读取字符。将发送到服务器的数据会在普通的计算机可读的文本(而不是图像。jpg文件,如远程处理方法)。这种方法的主要优点是,在纯文本信息发送到服务器不多于10个字符,不需要高速网络连接。连通性的方法是适合大多数情况下是通过移动设备。当然,这种方法的主要缺点是图像处理在玻璃硬件/软件系统。这是复杂和富有挑战性的图像处理在谷歌玻璃是有限的内存,操作系统开放性和CPU的处理能力。
深入研究和考虑实际sce-narios之后,我们决定当地的图像处理在玻璃的方法是适合我们的情况的主要原因之一是互联网的连接限制。
API请求 |
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云服务器 |
开放的SSL |
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Linux |
API |
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Apache |
(SSL encryption) |
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Database MySQL |
Glassware XE22.0 |
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PHP |
OpenCV |
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Eclipse API的反应 |
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Web |
接口 |
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安卓 |
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谷歌播放库 |
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蓝牙 |
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自适应web浏览器 |
Mobile printer |
图1:整体系统架构。
地区网络数据可用性是有限的,传递的信息可以是极其缓慢,使得车牌检测谷歌眼镜的使用是不可能的。我们对边缘进行速度测试网络提供的电信网络在阿拉伯联合酋长国。表1显示了速度测试的结果将图像大小500 kb和5 kb。
2.3.整体系统架构。本节描述了各种硬件和软件组件的使用,造成gPark应用程序的开发。图1显示了gPark的整体系统架构。
2.3.1.硬件。系统中的硬件组件是谷歌眼镜,基于Linux的后端服务器运行在云计算和移动设备与谷歌眼镜的互联网连接,通过蓝牙和移动设备的便携打印机打印票罚款。
4430年谷歌玻璃OMAP处理器当前系统芯片,双核心处理器。玻璃有5 M像素的相机。用户与玻璃的一种方法是通过语音指令。用户可以对内置的麦克风说话的玻璃,然后演讲是由微处理器识别和解释。例如,“好的玻璃”命令,激活了玻璃,内/ fs /数据/ com.google.glass形象。玻璃本身的声音目录。这个目录包含所有关于免提声音命令的信息。有很多选项,用户可以选择,比如拍照,录制视频,谷歌搜索、消息传递、打电话、问路[11]。gPark系统,用户需要激活应用程序通过语音命令“开始gPark”或者可以使用触摸板来选择gPark应用程序菜单屏幕上。
玻璃是通过蓝牙与手机配对基本conf iguration和设置。T他是必要的玻璃没有键盘输入方法。T他玻璃处理活饲料的相机识别车牌和数据是通过HTTP发送到云服务器。
我们使用基于Ubuntu 14.04 LTS服务器作为私有云实例,运行Apache、PHP和MySQL存储所有用户的信息。根据玻璃的API请求,服务器发送或接收特定的信息。
移动设备(Android操作系统优先)是搭配了一个便携式蓝牙打印机。移动设备连接在互联网上的服务器来访问后端数据库通过gPark云和接收请求打印任何罚款票。它还包括管理员界面,管理员可以管理用户和汽车系统中注册。
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