python实现小区车牌识别计费程序

本是古典何须时尚 2023-02-12 15:28 13阅读 0赞

### 示例简介 ###

python利用百度文字识别功能，实现小区车辆进出识别，并显示进出信息和收费信息；可查看停车信息，也可查看历史数据；

开发环境：Windows7+python3.7+pycharm2018.2.4（开发工具）；

目录机构：![20200525174716687.jpg][]

最终效果：由于涉及隐私，不上传动态效果；左边为摄像头的画面（这里是视频播放页面），右上角显示车位情况和最近十条车辆信息，右下角显示识别信息、收费信息或提示信息；

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2tpbmcwOTY0_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

### 百度端创建应用 ###

创建过程参考[《微信小程序利用百度AI实现扫描身份证获取信息功能》][AI]（把“图像识别”换为“文字识别”）。

### 实现过程 ###

1. 文件“settings.py”用来设置该程序的基础信息；

class Settings():
        def __init__(self):
            """ 初始化设置 """
            # 屏幕设置（宽、高、背景色、线颜色）
            self.screen_width = 1000
            self.screen_height = 484
            self.bg_color = (255, 255, 255)
    
            # 停车位
            self.total = 100
    
            # 识别颜色、车牌号、进来时间、出入场信息
            self.ocr_color = (212, 35, 122)
            self.carnumber = ''
            self.comeInTime = ''
            self.message = ''

2. 文件“timeutil.py”有两个函数：

函数time\_cmp主要用来比较出场时间跟卡有效期，判断业主是否需要收费；

函数priceCalc用来计算停车时间，里面存在两种情况，一种是外来车，只需要比较出入场时间差；另一种是业主车，入场时，卡未到期，但出场已经到期，所以需要比较卡有效期和出场时间的差值；

Tips：由于读取Excel的卡有效期字段，会多“.xxxx”这部分，所以需要经过split('.')处理。

import datetime
    import math
    
    # 计算两个日期大小
    def time_cmp(first_time, second_time):
        # 由于有效期获取后会有小数数据
        firstTime = datetime.datetime.strptime(str(first_time).split('.')[0], "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
        secondTime = datetime.datetime.strptime(str(second_time), "%Y-%m-%d %H:%M")
        number = 1 if firstTime > secondTime else 0
        return number
    
    # 计算停车时间
    def priceCalc(inDate, outDate):
        if '.' in str(inDate):
            inDate = str(inDate).split('.')[0]
            inDate = datetime.datetime.strptime(inDate, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
            print('特殊处理')
        else:
            inDate = datetime.datetime.strptime(inDate, "%Y-%m-%d %H:%M")
        outDate = datetime.datetime.strptime(str(outDate), "%Y-%m-%d %H:%M")
        rtn = outDate - inDate
        # 计算停车多少小时（往上取整）
        y = math.ceil(rtn.total_seconds() / 60 / 60)
        return y

3. 文件“button.py”用来绘制按钮，这里用来绘制“识别”按钮；

import pygame.font
    class Button():
    	def __init__(self, screen, msg):
    		"""初始化按钮的属性"""
    		self.screen = screen
    		self.screen_rect = screen.get_rect()
    		# 设置按钮的尺寸和其他属性
    		self.width, self.height = 100, 50
    		self.button_color = (0, 120, 215)
    		self.text_color = (255, 255, 255)
    		self.font = pygame.font.SysFont('SimHei', 25)
    		# 创建按钮的rect对象，并使其居中
    		self.rect = pygame.Rect(0, 0, self.width, self.height)
    		# 创建按钮的rect对象，并设置按钮中心位置
    		self.rect.centerx = 640 - self.width / 2 + 2
    		self.rect.centery = 480 - self.height / 2 + 2
    		# 按钮的标签只需创建一次
    		self.prep_msg(msg)
    	def prep_msg(self, msg):
    		"""将msg渲染为图像，并使其在按钮上居中"""
    		self.msg_image = self.font.render(msg, True, self.text_color, self.button_color)
    		self.msg_image_rect = self.msg_image.get_rect()
    		self.msg_image_rect.center = self.rect.center
    	def draw_button(self):
    		# 绘制一个用颜色填充的按钮，再绘制文本
    		self.screen.fill(self.button_color, self.rect)
    		self.screen.blit(self.msg_image, self.msg_image_rect)

4. 文件“textboard.py”用来绘制背景和文字；

import pygame.font
    # 线颜色
    line_color = (0, 0, 0)
    # 显示文字信息时使用的字体设置
    text_color = (0, 0, 0)
    
    
    def draw_bg(screen):
        # 背景文图案
        bgfont = pygame.font.SysFont('SimHei', 15)
        # 绘制横线
        pygame.draw.aaline(screen, line_color, (662, 30), (980, 30), 1)
        # 渲染为图片
        text_image = bgfont.render('识别信息：', True, text_color)
        # 获取文字图像位置
        text_rect = text_image.get_rect()
        # 设置文字图像中心点
        text_rect.left = 660
        text_rect.top = 370
        # 绘制内容
        screen.blit(text_image, text_rect)
    
    
    # 绘制文字（text-文字内容、xpos-x坐标、ypos-y坐标、fontSize-字体大小）
    def draw_text(screen, text, xpos, ypos, fontsize, tc=text_color):
        # 使用系统字体
        xtfont = pygame.font.SysFont('SimHei', fontsize)
        text_image = xtfont.render(text, True, tc)
        # 获取文字图像位置
        text_rect = text_image.get_rect()
        # 设置文字图像中心点
        text_rect.left = xpos
        text_rect.top = ypos
        # 绘制内容
        screen.blit(text_image, text_rect)

5. 文件“ocrutil.py”用来调用百度文字识别SDK，获取图片中的车牌信息；

Tips：文件“test.jpg”为从摄像头读取的图片，每次循环获取一次，这里为了测试方便使用视频；

from aip import AipOcr
    import os
    
    # 百度识别车牌
    # 申请地址 https://login.bce.baidu.com/
    filename = 'file/key.txt'  # 记录申请的Key的文件位置
    if os.path.exists(filename):  # 判断文件是否存在
        with open(filename, "r") as file:  # 打开文件
            dictkey = eval(file.readlines()[0])  # 读取全部内容转换为字典
            # 以下获取的三个Key是进入百度AI开放平台的控制台的应用列表里创建应用得来的
            APP_ID = dictkey['APP_ID']  # 获取申请的APIID
            API_KEY = dictkey['API_KEY']  # 获取申请的APIKEY
            SECRET_KEY = dictkey['SECRET_KEY']  # 获取申请的SECRETKEY
    else:
        print("请先在file目录下创建key.txt，并且写入申请的Key！格式如下："
              "\n{'APP_ID':'申请的APIID', 'API_KEY':'申请的APIKEY', 'SECRET_KEY':'申请的SECRETKEY'}")
    # 初始化AipOcr对象
    client = AipOcr(APP_ID, API_KEY, SECRET_KEY)
    
    
    # 读取文件
    def get_file_content(filePath):
        with open(filePath, 'rb') as fp:
            return fp.read()
    
    
    # 根据图片返回车牌号
    def getcn():
        # 读取图片
        image = get_file_content('images/test.jpg')
        # 调用车牌识别
        results = client.licensePlate(image)['words_result']['number']
        # 输出车牌号
        return results

6. 文件“procedure\_functions.py”存放跟程序相关的业务逻辑函数；

里面比较复杂的就是点击“识别”按钮后的逻辑处理（event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN）：

1）当停车场未有停车时，只需要识别后，把车辆信息存入“停车场车辆表”并把相关信息显示到界面右下角；

2）当停车场已有停车时，会出现两种情况，一种是入场，一种是出场：

入场需判断是否停车场已满，已满则不给进入并显示提示信息；未满则把车辆信息存入“停车场车辆表”并把相关信息显示到界面右下角；

出场分业主有效、业主过期、外来车三种情况收费，并删除车辆表相应的车辆信息，并把车辆信息和收费信息等存入“停车场历史表”（可用于后面数据的汇总统计）；

import sys
    import pygame
    import time
    import pandas as pd
    import ocrutil
    import timeutil
    
    
    # 事件
    def check_events(settings, recognition_button, ownerInfo_table, carInfo_table, history_table, path):
        """ 响应按键和鼠标事件 """
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                sys.exit()
            elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
                mouse_x, mouse_y = pygame.mouse.get_pos()
                button_clicked = recognition_button.rect.collidepoint(mouse_x, mouse_y)
                if button_clicked:
                    try:
                        # 获取车牌
                        carnumber = ocrutil.getcn()
    
                        # 转换当前时间 2018-12-11 16:18
                        localtime = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M', time.localtime())
                        settings.carnumber = '车牌号码：' + carnumber
    
                        # 判断进入车辆是否业主车辆
                        # 获取业主车辆信息（只显示卡未过期）
                        ownerInfo_table = ownerInfo_table[ownerInfo_table['validityDate'] > localtime]
                        owner_carnumbers = ownerInfo_table[['carnumber', 'validityDate']].values
                        carnumbers = ownerInfo_table['carnumber'].values
                        # 获取车辆表信息
                        carInfo_carnumbers = carInfo_table[['carnumber', 'inDate', 'isOwner', 'validityDate']].values
                        cars = carInfo_table['carnumber'].values
                        # 增加车辆信息
                        append_carInfo = {
                            'carnumber': carnumber
                        }
                        # 增加历史信息
                        append_history = {
                            'carnumber': carnumber
                        }
                        carInfo_length = len(carInfo_carnumbers)
                        # 车辆表未有数据
                        if carInfo_length == 0:
                            print('未有车辆数据入场')
                            in_park(owner_carnumbers, carnumbers, carInfo_table, append_carInfo, carnumber, localtime, settings, path)
                        # 车辆表有数据
                        else:
                            if carnumber in cars:
                                # 出停车场
                                i = 0
                                for carInfo_carnumber in carInfo_carnumbers:
                                    if carnumber == carInfo_carnumber[0]:
                                        if carInfo_carnumber[2] == 1:
                                            if timeutil.time_cmp(carInfo_carnumber[3], localtime):
                                                print('业主车，自动抬杠')
                                                msgMessage = '业主车，可出停车场'
                                                parkPrice = '业主卡'
                                            else:
                                                print('业主车，但卡已过期，收费抬杠')
                                                # 比较卡有效期时间
                                                price = timeutil.priceCalc(carInfo_carnumber[3], localtime)
                                                msgMessage = '停车费用：' + str(5 * int(price)) + '(提醒业主，卡已到期)'
                                                parkPrice =  5 * int(price)
    
                                        else:
                                            print('外来车，收费抬杠')
                                            # 比较入场时间
                                            price = timeutil.priceCalc(carInfo_carnumber[1], localtime)
                                            msgMessage = '停车费用：' + str(5 * price)
                                            parkPrice = 5 * int(price)
    
                                        print(i)
                                        carInfo_table = carInfo_table.drop([i])
                                        # 增加数据到历史表
                                        append_history['inDate'] = carInfo_carnumber[1]
                                        append_history['outData'] = localtime
                                        append_history['price'] = parkPrice
                                        append_history['isOwner'] = carInfo_carnumber[2]
                                        append_history['validityDate'] = carInfo_carnumber[3]
                                        history_table = history_table.append(append_history, ignore_index=True)
    
                                        settings.comeInTime = '出场时间：' + localtime
                                        settings.message = msgMessage
    
                                        # 更新车辆表和历史表
                                        pd.DataFrame(carInfo_table).to_excel(path + '停车场车辆表' + '.xlsx', sheet_name='data',
                                                                             index=False, header=True)
                                        pd.DataFrame(history_table).to_excel(path + '停车场历史表' + '.xlsx', sheet_name='data',
                                                                             index=False, header=True)
                                        break
                                    i += 1
                            else:
                                # 入停车场
                                print('有车辆表数据入场')
                                if carInfo_length < settings.total:
                                    in_park(owner_carnumbers, carnumbers, carInfo_table, append_carInfo, carnumber, localtime, settings, path)
                                else:
                                    print('停车场已满')
                                    settings.comeInTime = '进场时间：' + localtime
                                    settings.message = '停车场已满，无法进入'
                    except Exception as e:
                        print("错误原因：", e)
                        continue
                    pass
    
    
    # 车辆入停车场
    def in_park(owner_carnumbers, carnumbers, carInfo_table, append_carInfo, carnumber, localtime, settings, path):
        if carnumber in carnumbers:
            for owner_carnumber in owner_carnumbers:
                if carnumber == owner_carnumber[0]:
                    print('业主车，自动抬杠')
                    msgMessage = '提示信息：业主车，可入停车场'
                    append_carInfo['isOwner'] = 1
                    append_carInfo['validityDate'] = owner_carnumber[1]
                    # 退出循环
                    break
        else:
            print('外来车，识别抬杠')
            msgMessage = '提示信息：外来车，可入停车场'
            append_carInfo['isOwner'] = 0
        append_carInfo['inDate'] = localtime
        settings.comeInTime = '进场时间：' + localtime
        settings.message = msgMessage
        # 添加信息到车辆表
        carInfo_table = carInfo_table.append(append_carInfo, ignore_index=True)
        # 更新车辆表
        pd.DataFrame(carInfo_table).to_excel(path + '停车场车辆表' + '.xlsx', sheet_name='data',
                                             index=False, header=True)

7. 文件“main.py”为程序的主函数，用来初始化程序，并同步更新程序的信息。

import pygame
    import cv2
    import os
    import pandas as pd
    # 引入自定义模块
    from settings import Settings
    from button import Button
    import textboard
    import procedure_functions as pf
    
    def run_procedure():
        # 获取文件的路径
        cdir = os.getcwd()
        # 文件夹路径
        path = cdir + '/file/'
        # 读取路径
        if not os.path.exists(path + '停车场车辆表' + '.xlsx'):
            # 车牌号 进入时间 离开时间 价格 是否业主
            carnfile = pd.DataFrame(columns=['carnumber', 'inDate', 'outData', 'price', 'isOwner', 'validityDate'])
            # 生成xlsx文件
            carnfile.to_excel(path + '停车场车辆表' + '.xlsx', sheet_name='data')
            carnfile.to_excel(path + '停车场历史表' + '.xlsx', sheet_name='data')
    
        settings = Settings()
        # 初始化并创建一个屏幕对象
        pygame.init()
        pygame.display.set_caption('智能小区车牌识别系统')
        ic_launcher = pygame.image.load('images/icon_launcher.png')
        pygame.display.set_icon(ic_launcher)
        screen = pygame.display.set_mode((settings.screen_width, settings.screen_height))
    
        try:
            # cam = cv2.VideoCapture(0) # 开启摄像头
            cam = cv2.VideoCapture('file/test.mp4')
        except:
            print('请连接摄像头')
        # 循环帧率设置
        clock = pygame.time.Clock()
        running = True
        # 开始主循环
        while running:
            screen.fill(settings.bg_color)
            # 从摄像头读取图片
            sucess, img = cam.read()
            # 保存图片，并退出。
            if sucess:
                cv2.imwrite('images/test.jpg', img)
            else:
                # 识别不到图片或者设备停止，则退出系统
                running = False
            # 加载图像
            image = pygame.image.load('images/test.jpg')
            # 设置图片大小
            image = pygame.transform.scale(image, (640, 480))
            # 绘制视频画面
            screen.blit(image, (2, 2))
    
            # 创建识别按钮
            recognition_button = Button(screen, '识别')
            recognition_button.draw_button()
            # 读取文件内容
            ownerInfo_table = pd.read_excel(path + '住户车辆表.xlsx', sheet_name='data')
            carInfo_table = pd.read_excel(path + '停车场车辆表.xlsx', sheet_name='data')
            history_table = pd.read_excel(path + '停车场历史表.xlsx', sheet_name='data')
            inNumber = len(carInfo_table['carnumber'].values)
            # 绘制背景
            textboard.draw_bg(screen)
            # 绘制信息标题
            textboard.draw_text(screen, '共有车位：' + str(settings.total) + '  剩余车位：' + str(settings.total - inNumber), 680, 0, 20)
            # 绘制信息表头
            textboard.draw_text(screen, ' 车牌号          进入时间', 700, 40, 15)
            # 绘制停车场车辆前十条信息
            carInfos = carInfo_table.sort_values(by='inDate', ascending=False)
            i = 0
            for carInfo in carInfos.values:
                if i >= 10:
                    break
                i += 1
                textboard.draw_text(screen, str(carInfo[1])+'     '+str(carInfo[2]), 700, 40 + i * 30, 15)
            # 绘制识别信息
            textboard.draw_text(screen, settings.carnumber, 660, 400, 15, settings.ocr_color)
            textboard.draw_text(screen, settings.comeInTime, 660, 422, 15, settings.ocr_color)
            textboard.draw_text(screen, settings.message, 660, 442, 15, settings.ocr_color)
    
            """ 响应鼠标事件 """
            pf.check_events(settings, recognition_button, ownerInfo_table, carInfo_table, history_table, path)
            pygame.display.flip()
            # 控制游戏最大帧率为 60
            clock.tick(60)
        # 关闭摄像头
        cam.release()
    run_procedure()

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