Thiết kế mô hình đọc biển số QR code và xác định vị trí đỗ xe sử dụng Tesseract OCR

• Tác giả: Bùi Minh Quang
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Văn Khoa
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Máy tính
• Đề tài: Thiết kế mô hình đọc biển số, QR code và xác định vị trí đỗ xe bằng Tesseract OCR
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. GIỚI THIỆU
• 1.2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
• 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.5. BỐ CỤC QUYỂN BÁO CÁO
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ THƯ VIỆN OPENCV
• 2.2. Kiến trúc của OpenCV
• 2.3. XỬ LÝ ẢNH VỚI OPENCV
• 2.3.1. Đọc hình ảnh từ đầu vào
• 2.3.2. Optical Character Recognition
• 2.3.3. Giới thiệu về Tesseract-orc
• 2.3.4. Kiến trúc hệ thống của Tesseract OCR
• 2.4. Khái niệm QR Code
• 2.4.1. Các phiên bản và sức chứa dữ liệu QR Code
• 2.4.2. Khả năng chịu lỗi QR Code
• 2.4.3. Kiến trúc của QR Code
• 2.4.4. Mã hóa và giải mã QR Code
• 2.4.5. Quy trình giải mã QR Code
• 2.4.6. Các loại QR Codes
• 2.5. CƠ SỞ DỮ LIỆU
• 2.5.1. Khái niệm về cơ sở dữ liệu
• 2.5.2. Cơ sở dữ liệu quan hệ
• 2.6. CÁC GIAO THỨC BỔ SUNG
• 2.6.1. Domain Name System
• 2.6.2. Dynamic Domain Name System
• 2.6.3. Hypertext Transfer Protocol Secure
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH
• 3.1. THIẾT KẾ MÔ HÌNH
• 3.2. Sơ đồ khối mô hình
• 3.3. Lưu đồ và thuật toán quá trình xử lý hình ảnh
• 3.4. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
• 3.5. THIẾT KẾ PHẦN MỀM
• 3.5.1. Thiết kế cơ sở dữ liệu
• 3.5.2. Thiết lập và cấu hình Server
• 3.5.3. API giao tiếp với bãi xe
• 3.5.4. Ứng dụng di động
• 3.5.5. Thiết kế tổng thể
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ
• 4.1. KẾT QUẢ THỰC HIỆN MÔ HÌNH
• 4.2. ĐÁNH GIÁ MÔ HÌNH
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. KẾT LUẬN
• 5.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• PHỤ LỤC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Thiết kế mô hình đọc biển số

Thiết kế mô hình đọc biển số là trọng tâm của đề tài, sử dụng Tesseract OCR để nhận diện ký tự trên biển số xe. Mô hình này kết hợp xử lý ảnh và học máy để tăng độ chính xác. OpenCV được sử dụng để tiền xử lý hình ảnh, bao gồm việc làm rõ biển số và loại bỏ nhiễu. Nhận diện ký tự quang học (OCR) được thực hiện thông qua Tesseract, một công cụ mạnh mẽ trong việc đọc văn bản từ hình ảnh. Mô hình này hướng đến việc tự động hóa quy trình đọc biển số, giảm thiểu sự can thiệp của con người.

1.1. Xử lý ảnh với OpenCV

Xử lý ảnh là bước đầu tiên trong quy trình đọc biển số. OpenCV được sử dụng để chuyển đổi hình ảnh sang dạng nhị phân, áp dụng các bộ lọc như Gaussian để làm mờ và loại bỏ nhiễu. Hình ảnh sau khi xử lý sẽ được tách biển số khỏi nền, tạo điều kiện thuận lợi cho việc nhận diện ký tự. Các hàm như cv2.imread và cv2.cvtColor được sử dụng để đọc và chuyển đổi màu sắc hình ảnh.

1.2. Nhận diện ký tự với Tesseract OCR

Tesseract OCR là công cụ chính để nhận diện ký tự từ hình ảnh đã qua xử lý. Tesseract sử dụng các mô hình học máy để nhận diện văn bản với độ chính xác cao. Quy trình bao gồm việc tách từng ký tự, phân tích cấu trúc và so sánh với cơ sở dữ liệu ký tự. Nhận diện ký tự quang học được tối ưu hóa để đọc biển số xe với các font chữ và kích thước khác nhau.

II. Ứng dụng QR code trong hệ thống đỗ xe

QR code được sử dụng để thay thế thẻ vật lý trong hệ thống đỗ xe. Mỗi người dùng sẽ có một mã QR duy nhất được lưu trữ trong ứng dụng di động. Khi vào bãi, người dùng quét mã QR để đăng ký thông tin xe. Hệ thống đỗ xe thông minh sẽ tự động lưu trữ thông tin và xác định vị trí đỗ xe. Khi ra khỏi bãi, người dùng quét lại mã QR để hoàn tất quy trình. Ứng dụng QR code giúp tăng tính tiện lợi và bảo mật cho hệ thống.

2.1. Mã hóa và giải mã QR code

Mã hóa QR code bao gồm việc tạo mã từ thông tin người dùng và xe. Giải mã QR code được thực hiện thông qua các thư viện như pyzbar hoặc opencv. Quy trình giải mã bao gồm việc quét mã, trích xuất thông tin và xác thực dữ liệu. QR code được thiết kế với khả năng chịu lỗi cao, đảm bảo việc đọc mã chính xác ngay cả trong điều kiện ánh sáng kém.

2.2. Tích hợp QR code với hệ thống đỗ xe

Hệ thống đỗ xe thông minh tích hợp QR code để quản lý thông tin xe và vị trí đỗ. Khi quét mã QR, hệ thống sẽ tự động cập nhật trạng thái xe vào cơ sở dữ liệu. Tự động hóa quy trình giúp giảm thiểu thời gian chờ đợi và tăng hiệu quả quản lý bãi xe.

III. Xác định vị trí đỗ xe

Xác định vị trí đỗ xe là một phần quan trọng trong hệ thống. Camera được sử dụng để theo dõi vị trí xe và cập nhật thông tin vào cơ sở dữ liệu. Phân tích hình ảnh từ camera giúp xác định chính xác vị trí xe đỗ. Hệ thống cũng có khả năng phát hiện xe đỗ sai vị trí và cảnh báo người dùng. Tự động hóa quy trình giúp quản lý bãi xe hiệu quả hơn.

3.1. Sử dụng camera để theo dõi vị trí xe

Camera được đặt tại các vị trí chiến lược trong bãi xe để theo dõi vị trí xe. Phân tích hình ảnh từ camera giúp xác định chính xác vị trí xe đỗ. Hệ thống sử dụng các thuật toán xử lý ảnh để nhận diện xe và cập nhật thông tin vào cơ sở dữ liệu.

3.2. Tích hợp vị trí đỗ xe với ứng dụng di động

Thông tin vị trí đỗ xe được hiển thị trên ứng dụng di động của người dùng. Khi xe vào bãi, hệ thống sẽ tự động cập nhật vị trí đỗ và hiển thị trên ứng dụng. Ứng dụng di động giúp người dùng dễ dàng tìm kiếm vị trí xe khi cần.

IV. Phát triển phần mềm và hệ thống

Phát triển phần mềm là bước quan trọng để triển khai hệ thống. Phần mềm được phát triển trên nền tảng Python, sử dụng các thư viện như OpenCV, Tesseract OCR và các công cụ khác. Hệ thống đỗ xe thông minh được thiết kế để hoạt động ổn định và hiệu quả. Các API được phát triển để giao tiếp giữa các thành phần của hệ thống, bao gồm camera, cơ sở dữ liệu và ứng dụng di động.

4.1. Thiết kế cơ sở dữ liệu

Cơ sở dữ liệu được thiết kế để lưu trữ thông tin xe, vị trí đỗ và lịch sử ra vào bãi. Cơ sở dữ liệu quan hệ được sử dụng để quản lý dữ liệu một cách hiệu quả. Các bảng dữ liệu được thiết kế để đảm bảo tính nhất quán và dễ dàng truy vấn.

4.2. Phát triển API và ứng dụng di động

API được phát triển để giao tiếp giữa các thành phần của hệ thống. Ứng dụng di động được phát triển để cung cấp giao diện người dùng thân thiện, giúp người dùng dễ dàng quản lý thông tin xe và vị trí đỗ.