【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ides a set of fast CRUD operations on vehicle information and vehicle checking records, the implemented VIQ system also has features like automatic licence plate recognition (ALPR), fast call making, data sync among multiple terminals and more, which can satisfy requirements of senerios like munity (or parking lot) vehicles management, illegal taxis identification, customized services based on vehicle identification and so on. In this thesis, we studied the implementation of VIQ systems based on Android. It mainly includes: 1) the background of Android。 2) the development of Android local application。 3) the storage and sync of data on Android。 and 4) the implementation of ALPR on Android. Through the investigation, study and implementation of this degree project, this thesis has summarized some typical scenarios and use cases of Android applications on vehicle managements。 introduced related theory and technology basis。 detailed the application of them in this project。 on data sync, studied solutions to syncing data among multiple Android terminals。 on ALPR, studied and adopted OpenCV as the way to manipulate images, Tesseract OCR as the way to recognize licence plates, JavaCPP as the way to efficiently call the underlying shared libraries of OpenCV and Tesseract OCR, and SQLite as the way to save permanent data on Android. Features of this thesis: 1) Having ALPR implemented on Android. 2) An integrated innovation, with technologies like ALPR from open source projects at Google code。 source codes are easy to get and available for mercial use。 3) The background degree prjoect also developed as an open source project. Key Words： Android。 licence plate recognition。 ALPR。 information system。 OpenCV。 Tesseract OCR。 JavaCPP。 SQLite 華南 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 1 緒論 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，車輛迅速普及。小區(qū)、停車場(chǎng)、道路 等車輛集中的地方，存在 需對(duì) 問題 （占用車位、違規(guī)停放等） 車輛或 來往 車輛進(jìn)行登記 和 身份鑒定 等諸多需求 ，以實(shí)現(xiàn)諸如 快速 聯(lián)系車主、 計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi) 、 “黑的” 鑒別 、 基于 通過車輛識(shí)別取得顧客定制信息 的個(gè)性化服務(wù) 等 業(yè)務(wù) 應(yīng)用。 這些應(yīng)用普遍存 在場(chǎng)地不固定、需求變化快等特點(diǎn) ， 傳統(tǒng) 基于固定車牌識(shí)別裝置和臺(tái)式計(jì)算機(jī)的車輛管理 系統(tǒng) 很難適應(yīng) 。 即使 努力 適應(yīng)， 建設(shè)傳統(tǒng)車輛管理 系統(tǒng) ，需要有專用的攝像裝置 ； 車輛的行駛 路徑 和停放 位置 須 服從攝像裝置的要求 ； 需要設(shè)置護(hù)欄，卻又容易導(dǎo)致車輛停放困難 。 這 此 無疑 增加了車輛信息管理的成本，制約了車輛信息數(shù)字化的進(jìn)程。 移動(dòng) 智能 終端 的普及，讓移動(dòng)計(jì)算正取代傳統(tǒng)桌面計(jì)算成為越來越重要的 信息處理方式 。 Android 移動(dòng)操作系統(tǒng) 在移動(dòng)計(jì)算 平臺(tái) 中 處于領(lǐng)先的地位 。 配備攝像頭、 GPS 和 網(wǎng)絡(luò)功能的 Android 終端尤其是 Android 手機(jī)， 完 全能在車輛管理信息系統(tǒng)中 扮演重要的角色 ，其中最重要的是車輛信息的查詢，其次重要的是車輛信息的 登記 。 Android 終端 在扮演這一角色的過程中，有兩大問題需要解決：一、有限的計(jì)算能力，如何快速準(zhǔn)確地進(jìn)行車牌識(shí)別 ，以自動(dòng)查詢車輛信息，并對(duì)車輛信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)化記錄 ；二、 多終端協(xié)同工作，在網(wǎng)絡(luò)不可靠的情況下，如何獲取與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，又如何在一定程度上保持?jǐn)?shù)據(jù)的同步 ，以共享最新的車輛信息 ，或 供 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與決策 。 關(guān)于 Android 平臺(tái)上的車牌識(shí)別，在本系統(tǒng)中， 我們通過使用 JavaCPP 和 JNI 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了 對(duì) OpenCV 和 Tesseract OCR 本地代碼庫(kù)的調(diào)用 ；為了準(zhǔn)確識(shí)別出車牌 號(hào)碼 ，我們通過Tesseract 訓(xùn)練出了 中華人民共和國(guó)機(jī)動(dòng)車號(hào)牌 [1]的語(yǔ)言包。 關(guān)于 Android 平臺(tái)上數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與同步，在本系統(tǒng)中， 我們 采用了 Android 內(nèi)建的 SQLite 技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)與訪問；特別針對(duì) Android 及以上版本，討論了 端對(duì)端 WiFi 直 連 通訊技術(shù)的實(shí)現(xiàn) 。 問題描述與項(xiàng)目動(dòng)因 車輛信息 ， 包括車輛本身的信息 —— 車牌號(hào)、車架號(hào)、車型 、車名、車身顏色等 和 車主的信息 —— 姓名、電話、身份證號(hào)、 出生年月、駕照號(hào)等 ； 為了更加易于識(shí)別車輛與車主，應(yīng)該提供二者的照片；此外， 車輛的活動(dòng)登記，包括時(shí)間、地點(diǎn) 、備注 等 ， 也是 十分重要的信息。 這些信息 在實(shí)際 典型 場(chǎng)景 中的應(yīng)用，舉例如下： 1） 小區(qū) （停車場(chǎng)） 車輛管理 目前， 很多小區(qū)都為戶主分配了專用的停車車位 ，車位未經(jīng)允許被占用的現(xiàn)象卻時(shí)有 發(fā)生 ， 在一定程度上擾亂了社區(qū)的和諧 。 對(duì)此 ， 前來解決問題的 小區(qū)保安可 使用本系統(tǒng)， 對(duì) 問題車輛 進(jìn)行拍照。系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別出該車車牌號(hào)，查詢 小區(qū)車輛備案數(shù)據(jù)庫(kù)。 如果查得該車屬華南 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 于小區(qū)戶主，則 可 立即 撥打戶主電話 ；否則 可 將該車加入黑名單 ，備 后續(xù) 處理 。 對(duì)違規(guī)停放的車輛也可作相同的處理。 此外， 部分小區(qū)、校園 以及 停車場(chǎng) ，出入口眾多或不固定，又不適合設(shè)置門禁，傳統(tǒng)固定式車牌識(shí)別系統(tǒng) 難以有效實(shí)施出入登記 或 計(jì)費(fèi)。 使用本系統(tǒng) ， 工作人員對(duì)入場(chǎng)車輛進(jìn)行拍照登記，并開始計(jì)費(fèi)；車輛出場(chǎng)時(shí)再次進(jìn)行拍照，或取出其上次登記記錄， 結(jié)束計(jì)費(fèi)。 如有需要，還可以進(jìn)行身份認(rèn)證和信用查詢。 2） “黑的” 鑒別 武漢現(xiàn)有的 違法運(yùn)營(yíng)計(jì)程車（俗稱“黑的”） ，目前有超過 4000 輛 [2]。 黑的收費(fèi)隨心所欲，擾亂正常市場(chǎng)秩序 ， 且沒有安全和信譽(yù) 保障，給市民出行帶來了 諸多 問題。 使用本系統(tǒng)，巡邏 警察 跟蹤可疑計(jì)程車 并拍照 登記 ， 同時(shí) 記錄 時(shí)間和位置 。 根據(jù) 所識(shí)別 車牌號(hào)查詢 備案計(jì)程車數(shù)據(jù)庫(kù)。如果找不到擁有該車牌號(hào)的合法計(jì)程車 信息 ，則可 進(jìn)一步 追查；如果找到， 通過照片對(duì)比和詢問車主現(xiàn)在 的位置 ，即可判斷該車是否 真實(shí) 。 3） 服務(wù)機(jī)構(gòu) 個(gè)性化服務(wù) 個(gè)性化、定制服務(wù) 能給顧客帶來賓至如歸的感覺，也是很多服務(wù)機(jī)構(gòu)的重要業(yè)務(wù) 內(nèi)容 。使用本系統(tǒng)， 服務(wù)機(jī)構(gòu) 保安 拍攝或 輸入 前來的顧客車輛的車牌號(hào)， 從該機(jī)構(gòu)建立的顧客信息數(shù)據(jù)庫(kù)中取出顧客的 相 關(guān) 信息 。 顧客下車前，其稱呼、喜好、來訪記錄已為迎賓人員所掌握 ；定制的或與上次相同的服務(wù) 可立即提供。 上述應(yīng)用場(chǎng)景要求 移動(dòng)智能 設(shè)備 有拍照 、自動(dòng)車牌識(shí)別 、自動(dòng)記錄時(shí)間和地點(diǎn) 、快速查詢車輛信息、保存車輛信息等功能 。此外， 數(shù)據(jù)備份、多設(shè)備間數(shù)據(jù)同步、與計(jì)算機(jī)共享數(shù)據(jù)等，也是隱含的 功能 需求。 本項(xiàng)目即致力于 設(shè)計(jì)并 實(shí)現(xiàn) 一個(gè)基于 Android 平臺(tái)的 車輛信息查詢系統(tǒng) ，以 滿足上述應(yīng)用場(chǎng)景 的 需求。 篇章結(jié)構(gòu) 本論文 正文 部分 圍繞以下結(jié)構(gòu)展開： 第 二 章介紹 Android 移動(dòng)操作系統(tǒng) ，重點(diǎn)介紹 了 Android 平臺(tái)本地應(yīng)用的開發(fā)和數(shù)據(jù) 的存儲(chǔ)與同步 技術(shù) 。 第三章介紹車牌識(shí)別的理論、技術(shù)以及在 Android 平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)。它是本項(xiàng)目的 創(chuàng)新點(diǎn)和 核心工作之一。 第 四 章介紹系統(tǒng) 需求 的 分析與設(shè)計(jì)。 第 五 章 介紹系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)、 實(shí)現(xiàn) 與 測(cè)試 。 第 六 章 總結(jié) 全文 ，并對(duì)接下來的工作 提出 展望 與 規(guī)劃 。 華南 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 2 Android 移動(dòng)操作系統(tǒng) 移動(dòng)計(jì)算 移動(dòng)計(jì)算是隨著移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、分布式計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展而興起的新技術(shù)。移動(dòng)計(jì)算技術(shù)將使計(jì)算機(jī)或其它信息智能終端設(shè)備在無線環(huán)境下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸及資源共享。它的作用是將 有用 、 準(zhǔn)確 、 及時(shí) 的信息提供給 任何時(shí)間 、 任何地點(diǎn) 的 任何人 。這將 極大地改變?nèi)藗兊纳罘绞胶凸ぷ鞣绞?[3]。 手持移動(dòng)設(shè)備，或手機(jī)，特別是智能手機(jī)，將是由傳統(tǒng)桌面計(jì)算向移動(dòng)計(jì)算或云計(jì)算這一轉(zhuǎn)變過程中的主力軍。隨時(shí)隨地可用，傳感器豐富等相對(duì)傳統(tǒng)桌面計(jì)算機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)，為智能手機(jī)改變?nèi)藗兊墓ぷ髋c生活提供了各種可能。 智能手機(jī)將逐步發(fā)展成人們眼、耳、腦以及不存在感官的延伸，幫助人們獲取、處理、存儲(chǔ)與呈現(xiàn)信息，幫助人們作出決定，展現(xiàn)給人們美好的事物，引領(lǐng)人們更加智慧與舒適地生活。 移動(dòng)平臺(tái)是目前和將來相當(dāng)一段時(shí)間應(yīng)用部署的重要 平臺(tái)。 2022 年年初，蘋果應(yīng)用商店已經(jīng)擁有了超過 53 萬款應(yīng)用，而 Google Play 所能提供的應(yīng)用數(shù)目也已突破了 40 萬大關(guān)，涵蓋了游戲、效率、社交、購(gòu)物、交通、體育、圖書與工具書等等領(lǐng)域，滲入了生活的方方面面。下載量上，僅以 Android 以例。最高下載量已達(dá) 5 億（谷歌地圖），相當(dāng)多的免費(fèi)應(yīng)用的下載量在十萬級(jí)別以上，收費(fèi)應(yīng)用也在萬級(jí)別以上（具體請(qǐng)參照 Google Play）。一款受歡迎的應(yīng)用的市場(chǎng)價(jià)值十分巨大，而且這一市場(chǎng)才剛剛起步。 Android 技術(shù) 背景 Android 是用于移動(dòng)設(shè)備上的一個(gè)包含一操作系 統(tǒng)，一系列中間件，以及部分關(guān)鍵應(yīng)用軟件棧。 Android SDK 網(wǎng)站提供了在 Android 平臺(tái)上使用 Java 編程語(yǔ)言開發(fā)應(yīng)用程序所必須的工具和 API[4]。 Android 的特性 ? 應(yīng)用框架 ，實(shí)現(xiàn)了組合的重用與替換 ? Dalvik 虛擬機(jī) ，專為移動(dòng)設(shè)備優(yōu)化 ? 集成的瀏覽器 ，基于開源的 WebKit 引擎 ? 優(yōu)化的圖形 ，由一個(gè)定制的 2D 圖形庫(kù)驅(qū)動(dòng)， 3D 圖形基于 OpenGL ES 規(guī)范（硬件加速可選） ? 媒體支持 ，支持常用音頻、視頻以及圖像格式（ MPEG4, , MP3, AAC, AMR, JPG, PNG, GIF） ? GSM 通話 （依賴硬件） 華南 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 ? 藍(lán)牙， EDGE（增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率 GSM 演進(jìn)技術(shù)）， 3G，以及 WiFi（依賴硬件） ? 相機(jī)， GPS，指南針，加速計(jì) （依賴硬件） ? 豐富的開發(fā)環(huán)境 ，包括一個(gè)設(shè)備模擬器，測(cè)試工具，內(nèi)存和性能分析，以及用于Eclipse IDE 的一個(gè)插件 Android 架構(gòu) 圖 1 Android 架構(gòu)圖 Android 架構(gòu)由上至下分四層，如圖 1。描述如下： ? 應(yīng)用層 ：包括由系統(tǒng)默認(rèn)提供了桌面、聯(lián)系人、 通話、瀏覽器等基礎(chǔ)應(yīng)用，以及由廣大開發(fā)人員開發(fā)、可下載安裝的拓展應(yīng)用。拓展應(yīng)用訪問下層應(yīng)用框架層方面，和由廠商提供的基礎(chǔ)應(yīng)用一樣，沒有任何尊卑之別。 ? 應(yīng)用框架層 ：應(yīng)用開發(fā)基本的 API，提供包管理、通話管理、資源管理、位置管理、通知管理、 Activity 管理，窗口管理、內(nèi)容提供設(shè)施、視力系統(tǒng)。 ? 庫(kù) ： 用 C/C++寫成。提供 SGL 底層 2D 繪圖引擎，安全套接層，嵌入式標(biāo)準(zhǔn) C庫(kù)， OpenGL 3D 繪圖， FreeType 字體，瀏覽器核心，用戶空間顯示管理，媒體框架，以及輕量級(jí) SQLite 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)。 ? 運(yùn)行環(huán)境 ：與 JRE 極其相似。核心包包含了在 Java 開發(fā)中常用的類庫(kù)如 IO、 Utility等； Dalvik 虛擬機(jī)類似 JVM，同樣也是專為 Android 定制，針對(duì)手持設(shè)備，在存儲(chǔ)、計(jì)算以及功耗