LPR车牌识别系统搭建

在写这篇文章之前，我需要好好感谢一下，今天帮了我一个下午的同事。小姐姐经验丰富，完全惊到我了。一个错误去请教，2分钟解决。

今天主要是把lpr系统导入vs2017中，配置环境，并且调用写好的识别算法。我的项目主要分为三个部分：摄像头视频拍摄并且截取有效车牌；lpr系统处理车牌并通过串口发送到单片机；单片机接受串口信号并作出相应动作。

在开始之前，分享一下需要用到的资源：

lpr源代码：（github是个好东西。虽然我也不太会用，英文不好））

https://github.com/zeusees/HyperLPR.git

lpr简介（1-8）:

http://www.cnblogs.com/silence-hust/p/4191655.html

opencv3.3下载：（还有其他版本，自己去官网下吧）

https://sourceforge.net/projects/opencvlibrary/files/opencv-win/3.3.0/opencv-3.3.0-vc14.exe/download

第一部分是摄像头视频拍摄：摄像头视频拍摄是调用VideoCapture函数打开摄像头，使用read(cv::Mat)函数读出图像。在这里呢，我们预想是用激光测距来响应车辆来往，但是东西还没到，我就手动用控制台写了一个信号触发。加了一个线程，阻塞在输入函数这里。当输入0时触发响应，主线程的函数截取当前视频保存在本地目录下。在这里我犯了第一个错误：

错误一：

错误描述：我是想共用一个cv::Mat对象，主线程不停地通过cap.read(image)（VideoCapture声明出来的对象）不停地输出视频。然后当线程2输入触发信号后，对image对象加锁，在线程2中读取线程。

错误说明：在多线程时，一个读，一个写是安全的，不需要加锁。并且用flag作为触发标志，当触发时，直接在主线程中截取就可以避免一个读一个写的乱序问题。顺便吐槽一下，windows底下的函数是真的难用。附上解决代码：（这段代码只需要配一下opencv环境就可以使用了。至于vs下opencv环境如何配置明天也可以写一下，我自己也经常忘，哈哈，说不定这个教程是写给我自己以后看的。）

错误二：

错误描述：cv::VideoCapture cap(1)这个函数，参数：-1为自己选择（会有一个错误四的小坑），0为自带摄像头，1-n是usb摄像头选择。

错误说明：我每次都不知道这个参数是几，从1一路试过来。哈哈，你也自己这么玩去吧。

#include <opencv/cv.h>
#include <opencv/cxcore.h>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <iostream>
#include <Windows.h>

DWORD WINAPI myfun(LPVOID lpParameter);
bool flag = false;int main(int argc, char** argv)
{HANDLE hThread;cv::Mat image;int option = 0;hThread = CreateThread(NULL, 0, myfun, NULL, 0, NULL);   //开始摄像while (true) {std::cout << "请选择是否截图(1:是，else：否)" << std::endl;std::cin >> option;switch (option) {case 1:flag = true;std::cout << "截图成功！" << std::endl;break;default:break;}}return 0;
}DWORD WINAPI myfun(LPVOID lpParameter) {static int num = 0;cv::VideoCapture cap(1);cv::Mat frame;char imageAddress[30] = "F:\\image1.jpg";if (cap.isOpened())std::cout << "摄像头打开成功!" << std::endl;while (true) {cap.read(frame);if (flag) {sprintf_s(imageAddress, "%s%d%s", "F:\\image", num, ".jpg");cv::imwrite(imageAddress, frame);flag = false;}if (!frame.empty())cv::imshow("frame", frame);elsestd::cout << "error" << std::endl;cv::waitKey(100);}
}

第二部分是lpr系统识别已保存的车牌并将其通过串口传给单片机：

我们本来的想法是通过网口传给板子（tcp连接），但是公司的嵌入式大神刚刚离职，进了我这样一个小渣渣。只能先用32将就将就了。并且32还没有网口模块，只能先用串口将就将就了，汗。lpr系统呢，主要分为图像采集，图像处理，数据库管理三个部分（见图1）。图像采集是我负责的，设备不足，就先用usb摄像头将就了（画质模糊，还没有补光灯），数据库管理也先不管（其实是我也不清楚）。图像处理呢分为五个部分预处理，车牌定位，倾斜校正，字符分割，字符识别。具体见图2，详细的我也不多说了，参考silcenceer大神的博客吧：http://www.cnblogs.com/silence-hust/p/4191655.html。恩恩大神分成了六个模块，可只写了五个模块。可能是我视力不好吧，有兴趣的同学可以去瞅瞅，他的图2.2上面一行，哈哈。

以上的全是废话，请见谅。下面进入正题：如何把lpr导入vs中。

1.下好lpr的源文件，包括这些东西：include，model，src，tests。include中全是头文件，src中是.cpp文件（.h的实现），tests文件中是例程。好了有人问还有model呢，恩，我不说当然是···我不知道啦（等周一去问小姐姐去）。

2.把lpr的文件夹放在:文件名/工程名/lpr这里，lpr要是放错应该也会有影响的。然后新建vs的空项目，把头文件全部导入进来，.cpp文件也导入进来（tests中的.cpp就别导入进来捣乱了，多几个main，你让程序咋跑）。见图3，配置目录

3.设置环境变量，这步是关键。项目->属性->链接器->输入->附加依赖项：opencv_world330.lib。在这里我被坑的很惨，我添加了opencv_world330d.lib和opencv_world330.lib，这两个产生混乱，无法识别。具体为啥我也不知道，小姐姐一眼看穿···。对了你的环境也得是相应的，比如我的环境变量是opencv3.3（怎么配置看我后面的更新吧）。到这里。基本配置就完成了，后面是怎么使用了。

错误三：

错误描述：使用cv::imshow()函数，能正常运行，但是不能显示图片，呈现灰色图像（见图4）。

错误说明：共有两种可能导致：1.没有cv::waitKey(1),opencv需要等待一下；2.由于导入两个lib，导致opencv混乱，无法正确读入图片。其中第二种，坑了我一下午。

4.调用lpr,这是别人的代码，我没法共享，不过函数中要导入下面这段代码··········。具体如何使用，见我分享的github项目中的“HyperLPR/Prj-Win/lpr/tests/test_pipeline.cpp”这个文件。参照着写吧。

    pr::PipelinePR prc("../lpr/model/cascade.xml","../lpr/model/HorizonalFinemapping.prototxt","../lpr/model/HorizonalFinemapping.caffemodel","../lpr/model/Segmentation.prototxt","../lpr/model/Segmentation.caffemodel","../lpr/model/CharacterRecognization.prototxt","../lpr/model/CharacterRecognization.caffemodel");

5. 写串口，配置波特率等。std::string TEST_IMAGE(std::string imgname) 是她的识别函数，我调用了这个函数，识别返回的代码，然后打开串口，输出出去。这里有个小坑：

错误四：

错误描述：串口不能打开，并且第一部分的摄像头打开后显示不出来

错误说明：串口和usb摄像头在电脑识别，都是串口，当你拔下来，并且没有按照原来次序插的时候，打开摄像头却打开了串口，所以显示不出来这样当你在用cv::VideoCapture cap(-1)时，可能会打开的是串口转TTL的那个串口，导致出现灰色画面。并且，第二部分的程序会因为串口被占用而闪退。这就是传说中的，我昨天还能好好跑的，怎么今天一试全是问题了。

附上我第二部分主函数的代码（识别部分不是我写的，就不贴出来了。并且串口部分也荡的网的）：

#include <iostream>
#include <opencv/cv.h>
#include <opencv/cxcore.h>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <tchar.h>
#include <Windows.h>
#include <string>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <stdlib.h>
#include "lpr\include\Pipeline.h"               //这个会根据你的lpr的地址改变，这个是一个大坑，我会在错误5中提到HANDLE Serial_open(LPCWSTR, int);        //串口开启函数
int Serial_read(HANDLE, void*, int);        //串口读
int Serial_write(HANDLE, const void*, int); //串口写
void Serial_close(HANDLE);          //串口关
void clear_buf(unsigned char*, int);        //清空字符串数组std::string getStringFromFloat(float f)
{    /*****算法部分*****/
}
std::string TEST_IMAGE(std::string imgname) {pr::PipelinePR prc("F:/work/opencv/readSerial/readSerial/readSerial/lpr/model/cascade.xml","F:/work/opencv/readSerial/readSerial/readSerial/lpr/model/HorizonalFinemapping.prototxt", "F:/work/opencv/readSerial/readSerial/readSerial/lpr/model/HorizonalFinemapping.caffemodel","F:/work/opencv/readSerial/readSerial/readSerial/lpr/model/Segmentation.prototxt","F:/work/opencv/readSerial/readSerial/readSerial/lpr/model/Segmentation.caffemodel","F:/work/opencv/readSerial/readSerial/readSerial/lpr/model/CharacterRecognization.prototxt","F:/work/opencv/readSerial/readSerial/readSerial/lpr/model/CharacterRecognization.caffemodel");/****算法部分***/
}/**
open serial
@param COMx: eg:_T("COM1")
@param BaudRate:
return 0 success ,return Negative is haed err
*/
HANDLE Serial_open(LPCSTR COMx, int BaudRate) {HANDLE hCom;//串口设备句柄DCB dcb = { 0 };hCom = CreateFile(COMx,GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,0,0,OPEN_EXISTING,0,//FILE_FLAG_OVERLAPPED,   //同步方式 或 重叠方式   0);if (hCom == INVALID_HANDLE_VALUE){DWORD dwError = GetLastError();printf("Sorry, failed to open the serial\n");//return -1;  printf("The program will terminate in 3 seconds\n");Sleep(3000);exit(0);}elseprintf("The serial is successfully opened in a Baudrate %d!\n", BaudRate);dcb.DCBlength = sizeof(DCB);if (!GetCommState(hCom, &dcb)){DWORD dwError = GetLastError();return(HANDLE)(-1);}dcb.BaudRate = BaudRate;   //波特率   dcb.ByteSize = 8;          //位数   dcb.Parity = NOPARITY;     //奇偶检验   dcb.StopBits = ONESTOPBIT;  //停止位数   if (!SetCommState(hCom, &dcb)){DWORD dwError = GetLastError();return(HANDLE)(-1);}if (!PurgeComm(hCom, PURGE_RXCLEAR))   return(HANDLE)(-1);SetupComm(hCom, 1024, 1024);return hCom;
}/**
serial read
@param Buf:data buf
@param size:
@return The len of read
*/
int Serial_read(HANDLE hCom, void* OutBuf, int size) {DWORD cnt = 0;ReadFile(hCom, OutBuf, size, &cnt, 0);return cnt;
}/**
serial write
@param Buf:data buf
@param size:bytes of Buf
@return The len of writen
*/
int Serial_write(HANDLE hCom, const void* Buf, int size) {DWORD dw;WriteFile(hCom, Buf, size, &dw, NULL);return dw;
}/**
serial close
*/
void Serial_close(HANDLE hCom) {CloseHandle(hCom);
}/**
clear buf
*/
void clear_buf(unsigned char* buf, int N) {int i = 0;for (i = 0; i < N; i++) buf[i] = 0;buf[i] = '\0';
}/* main.cpp */
HANDLE hCom;
int main() {int len = 0;int i = 0;std::vector<char> vec;std::string strs;std::string strCur;std::string strPre;std::string pattern = ";";size_t begin = 0;size_t end = 0;char data[2];std::string strroad = "F:/image0.jpg";while (1) {cv::Mat img=cv::imread(strroad);if (img.empty()) {Sleep(1000);continue;}cv::imshow("image", img);cv::waitKey(30);strCur =TEST_IMAGE(strroad);if ((!strCur.empty()) &&  abs(strcmp(strCur.c_str(),strPre.c_str()))) {//&&(!strCur.compare(strPre)//切割字符串begin = end = 0;strs = strCur + pattern;end = strs.find(pattern);std::string lisPlate = strs.substr(begin, end);begin = end + 1;end = strs.find(pattern);std::string trust = strs.substr(begin, end);std::cout << lisPlate << std::endl;std::cout << trust << std::endl;//将string为float型float trustFloat = std::atof(trust.c_str());data[0] = trustFloat * 100;//发串口if (data[0] > 80) {hCom = Serial_open(_T("COM6"), 115200);Serial_write(hCom, data, 1);memset(data, 0, sizeof(data) / sizeof(char));Sleep(2000);Serial_close(hCom);}}}return 0;
}

6.当你全部写好后，是不是很开心。那编译一下试试，编译一下你就知道，你丫的开心早了。我下午1点就到这一步了，一直到下午5点才全部搞定（还是在指导下进行的）。

错误五：

错误类型：满眼的error和warning。是不是跟我下面一样的···（这是我把路径改错给你们看到，感不感动。要是我改不回去，你们丫的也别开心，这篇文章你们也别想见到了，全给你删了。）

错误说明：跟你说，这时候就要耐心，一个一个error点下去，点了十几个你看不懂的error后，你就会发现一个你能看得懂的error，找不到文件名。然后你就文件路径改掉，发现少掉一排warning和error。这时候，你可能机智的想到，会不会之前导进来的所有.cpp的库都是这样的错误，恩恩不错。当你全改掉后，开心啊，终于能编译通过了。你丫的能不能别开心这么早啊，前面就跟你说过了，别开心，坑还多着呢。

1>------ 已启动全部重新生成: 项目: readSerial, 配置: Debug x64 ------
1>main.cpp
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\include\cnnrecognizer.h : warning C4819: 该文件包含不能在当前代码页(936)中表示的字符。请将该文件保存为 Unicode 格式以防止数据丢失
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\include\recognizer.h : warning C4819: 该文件包含不能在当前代码页(936)中表示的字符。请将该文件保存为 Unicode 格式以防止数据丢失
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\include\fastdeskew.h : warning C4819: 该文件包含不能在当前代码页(936)中表示的字符。请将该文件保存为 Unicode 格式以防止数据丢失
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\include\finemapping.h : warning C4819: 该文件包含不能在当前代码页(936)中表示的字符。请将该文件保存为 Unicode 格式以防止数据丢失
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\main.cpp(195): warning C4244: “初始化”: 从“double”转换到“float”，可能丢失数据
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\main.cpp(196): warning C4244: “=”: 从“float”转换到“char”，可能丢失数据
1>Recognizer.cpp
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\recognizer.cpp : warning C4819: 该文件包含不能在当前代码页(936)中表示的字符。请将该文件保存为 Unicode 格式以防止数据丢失
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\include\recognizer.h : warning C4819: 该文件包含不能在当前代码页(936)中表示的字符。请将该文件保存为 Unicode 格式以防止数据丢失
1>PlateSegmentation.cpp
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\platesegmentation.cpp : warning C4819: 该文件包含不能在当前代码页(936)中表示的字符。请将该文件保存为 Unicode 格式以防止数据丢失
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\include\niblackthreshold.h : warning C4819: 该文件包含不能在当前代码页(936)中表示的字符。请将该文件保存为 Unicode 格式以防止数据丢失
1>PlateDetection.cpp
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\platedetection.cpp : warning C4819: 该文件包含不能在当前代码页(936)中表示的字符。请将该文件保存为 Unicode 格式以防止数据丢失
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\util.h : warning C4819: 该文件包含不能在当前代码页(936)中表示的字符。请将该文件保存为 Unicode 格式以防止数据丢失
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\util.h(39): warning C4244: “参数”: 从“float”转换到“int”，可能丢失数据
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\util.h(71): warning C4244: “return”: 从“double”转换到“float”，可能丢失数据
1>Pipeline.cpp
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\pipeline.cpp : warning C4819: 该文件包含不能在当前代码页(936)中表示的字符。请将该文件保存为 Unicode 格式以防止数据丢失
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\pipeline.cpp : warning C4335: 检测到 Mac 文件格式: 请将源文件转换为 DOS 格式或 UNIX 格式
1>FineMapping.cpp
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\finemapping.cpp : warning C4819: 该文件包含不能在当前代码页(936)中表示的字符。请将该文件保存为 Unicode 格式以防止数据丢失
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\include\finemapping.h : warning C4819: 该文件包含不能在当前代码页(936)中表示的字符。请将该文件保存为 Unicode 格式以防止数据丢失
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\finemapping.cpp(182): warning C4244: “参数”: 从“int”转换到“float”，可能丢失数据
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\finemapping.cpp(183): warning C4244: “参数”: 从“int”转换到“float”，可能丢失数据
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\finemapping.cpp(184): warning C4244: “参数”: 从“int”转换到“float”，可能丢失数据
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\finemapping.cpp(185): warning C4244: “参数”: 从“int”转换到“float”，可能丢失数据
1>FastDeskew.cpp
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\fastdeskew.cpp : warning C4819: 该文件包含不能在当前代码页(936)中表示的字符。请将该文件保存为 Unicode 格式以防止数据丢失
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\include\fastdeskew.h : warning C4819: 该文件包含不能在当前代码页(936)中表示的字符。请将该文件保存为 Unicode 格式以防止数据丢失
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\fastdeskew.cpp(19): warning C4244: “return”: 从“double”转换到“int”，可能丢失数据
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\fastdeskew.cpp(38): warning C4267: “参数”: 从“size_t”转换到“int”，可能丢失数据
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\fastdeskew.cpp(70): warning C4244: “初始化”: 从“double”转换到“float”，可能丢失数据
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\fastdeskew.cpp(73): warning C4244: “参数”: 从“int”转换到“float”，可能丢失数据
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\fastdeskew.cpp(75): warning C4244: “参数”: 从“int”转换到“float”，可能丢失数据
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\fastdeskew.cpp(76): warning C4244: “参数”: 从“int”转换到“float”，可能丢失数据
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\fastdeskew.cpp(83): warning C4244: “参数”: 从“int”转换到“float”，可能丢失数据
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\fastdeskew.cpp(84): warning C4244: “参数”: 从“int”转换到“float”，可能丢失数据
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\fastdeskew.cpp(121): warning C4244: “初始化”: 从“__int64”转换到“int”，可能丢失数据
1>CNNRecognizer.cpp
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\cnnrecognizer.cpp : warning C4819: 该文件包含不能在当前代码页(936)中表示的字符。请将该文件保存为 Unicode 格式以防止数据丢失
1>f:\work\opencv\readserial\readserial\readserial\lpr\src\cnnrecognizer.cpp(4): fatal error C1083: 无法打开包括文件: “include/CNNRecognizer.h”: No such file or directory
1>正在生成代码...
1>已完成生成项目“readSerial.vcxproj”的操作 - 失败。
========== 全部重新生成: 成功 0 个，失败 1 个，跳过 0 个 ==========

错误六：你丫的，累似我了，你说我咋这么能遇到坑呢。

错误描述：你们在完成前面工作后，会开心的发现，哇塞，warning和error的个数还是和没改之前差不多哎。附上我的报错，吓吓你。

错误说明：由于函数模板max与Visual C++中的全局的宏max冲突。

哎呀，没办法取消了，我也不会改回错误的形式了，就不展示了吧。 第二部分的错误差不多了。

第三部分是单片机接受串口信号并作出相应动作：

下面我们开始讲讲这里的错误···巴拉巴拉一大堆，好啦，这里的错误很多，希望大家注意。我们下次再见。

其实是我累了，敲了两个小时了，不想敲了。想继续看下去的，留言给我（虽然我不一定会看，我昨天看的留言还是，前年人家给我提问的）祝你好运。前面一篇有我QQ自己去找吧。

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