树莓派4B-搭建一个本地车牌识别服务器

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作者
筋斗云
阅读量:4

实现目标:

一、设备自启后能够获得服务的ip与端口号,用于计算机连接设备;
二、计算机可以通过服务ip与端口访问设备服务;
三、上传需要处理的数据,返回结果反馈给用户;
四、上传到服务器的数据不会导致设备内存耗尽,自动删除多余的数据;
进阶(未实现):
五、提供用户登陆功能,设备支持唯一admin管理员用户。其他用户可注册;
六、提供登陆界面,用户通过登陆界面输入用户名与密码登录;
七、支持已处理的数据记录在设备数据库当中,提供web页面可查;
八、查询的历史数据支持查看:数据处理时间、处理前上传图片和处理后车牌结果。

使用到的工具与方法

一、systemctl自启服务
二、oled
二、python
三、flask
四、bootstrap框架
五、hyperlpr车牌识别的v1版本

实现过程:

一、配置自启服务,开机显示服务ip与端口
使用systemctl配置开机自启由oled显示ip与端口(在前面另一篇文章)。

在这里插入图片描述
二、将基于flask的web程序加入到run.sh执行脚本当中

在这里插入图片描述

前提是bootShowIP.service文件已经放到/usr/lib/systemd/system目录当中并已启用:

在这里插入图片描述

三、在将flask程序部署到树莓派上前,在本地进行了测试。
1、本地可以正常安装使用hyperlpr3,但是在设备上运行时提示由于无法安装onnxruntime导致的无法使用车牌识别功能。
2、无法安装onnxruntime可能是因为onnxruntime没有支持设备的处理器架构的版本。尝试安装hyperlpr v1成功:

python -m pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple hyperlpr #防止下载过慢,使用-i指定下载镜像 

3、由于hyperlpr v1版本比较旧,依赖的numpy版本也比较旧,如果直接安装最新的numpy会导致无法使用:
尝试解决:

pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple --upgrade --force-reinstall numpy 

在这里插入图片描述

安装失败,按提示“Can't roll back numpy; was not uninstalled”,卸载pip uninstall numpy

在这里插入图片描述

卸载之后发现hyperlpr正常了,并且已经存在numpy,可能是安装了多次

在这里插入图片描述

四、测试安装的hyperlpr模块正常后,将以hyperlpr作为后端的falsk程序部署到树莓派

车牌识别系统主页:

在这里插入图片描述

提交待识别车牌:

在这里插入图片描述

获取车牌识别结果与车牌抠图:

在这里插入图片描述

所有源代码

一、项目代码目录结构:

在这里插入图片描述
目录文件夹与文件作用说明:
1、css文件夹是boostrap框架的静态文件,用于控制web页面的样式,可以从bootstrap快捷简单的获得美观的表单;
2、static文件夹是字体(目录fonts)、web页面默认展示图片(目录src)、保存用户上传图片和经过处理的图片结果保存目录(目录img);
3、templates文件夹是web页面的html文件保存目录;
4、app.py文件是flask程序的入口函数文件;
5、mu_util.py文件是本人收集实现的一些工具函数文件;
6、plateNoRegPy.py文件是基于hyperlpr的车牌识别处理实现代码文件。

二、hyperlpr模块测试文件夹目录:

在这里插入图片描述

from hyperlpr import * import cv2  if __name__ == '__main__':     image = cv2.imread("test.jpg")     # 打印识别结果     lpr_result = HyperLPR_plate_recognition(image)     print("[0]")     print(lpr_result[0])     result = lpr_result[0]     print("plateNo:")     print(lpr_result[0][0])     print("location:")     print("x1{},y1{},x2{},y2{}".format(result[2][0], result[2][1], result[2][2], result[2][3]))  

三、css文件中的文件由bootstrap中下载

在这里插入图片描述
四、static文件夹
1、fonts文件夹

在这里插入图片描述
2、img文件夹,程序第一次使用前为空

在这里插入图片描述
3、src文件夹

在这里插入图片描述
五、templates文件夹

在这里插入图片描述

<!DOCTYPE html> <html lang="zh-CN"> <head>     <meta charset="UTF-8">     <title>车牌识别</title>     <link rel="stylesheet" href="/static/css/bootstrap.css">   <style>     /*static 文件夹是默认用于存放静态文件的,比如 CSS、JavaScript、图片和字体文件等。     Flask 会自动为 static 文件夹下的所有文件提供静态文件的路由,使得这些文件可以被直接访问,     而不需要你为每个文件单独编写路由。*/     @font-face {         font-family: 'KingHwa'; /* 自定义字体名称 */         /*此处将字体文件加入到static文件夹当中,就省去了编写路由的工作,ttf文件对应路由格式truetype*/         src: url('../static/fonts/KingHwa_OldSong.ttf') format('truetype');/* 字体文件路径和格式 */         font-weight: normal;         font-style: normal;     }     body {       background-color: rgba(173, 216, 230, 0.5); /*设置页面背景颜色*/       font-family: "KingHwa", sans-serif; /*设置字体*/     }     .center-image {       /*position: fixed;*/       display: block;       margin-top: 4%;       margin-left: 40%;       margin-right: 40%;       border-radius: 4%; /* 设置圆角大小 */       width: 20%; /* 你可以根据需要调整宽度 */     }     .center-bnt {       /*position: fixed;*/       display: block;       {#margin-top: 10%;#}       margin-top: 5%;       margin-left: 45%;       margin-right: 45%;       width: 10%; /* 你可以根据需要调整宽度 */     }     .rounded-font {       display: block;       margin-top: 8%;       border-radius: 2%; /* 设置圆角大小 */       font-size: 360%; /* 设置字体大小 */       text-align: center; /* 将文本居中 */     }     #backToTop {       position: fixed;       bottom: 20px;       right: 30px;       z-index: 99;       border: none;       outline: 1px solid black;/*设置轮廓*/       background-color: rgba(0, 0, 230, 0.5);       color: white;       cursor: pointer;       padding: 4px 5px;       border-radius: 2px;/*设置圆角*/     }     .default-img {       /*position: fixed;*/       display: block;       {#margin-top: 10%;#}       {#margin-top: 5%;#}       margin-left: 30%;       margin-right: 30%;       width: 20%; /* 你可以根据需要调整宽度 */       border-radius: 2%;/*设置圆角*/     }     .back-home {         position: fixed;         bottom: 15px; /* 初始时,将元素移出视口 */         right: 100px;         /* 其他样式 */     }   </style> </head> <h1 class="rounded-font">车牌识别</h1> <body> {#    <form style="width:100%;margin:2% auto;" method="post">#} {#      <button type="submit"  class="btn btn-primary center-bnt" style="font-size: 150%">提交图片文件</button>#} {#    </form>#}     <center> 	<div class="body-container"> 		<div class="jumbotron"> 		 	<form style="width:100%;margin:2% auto;" method="post" enctype = "multipart/form-data"> 		 	    <h3> {{ data.success }} </h3> 	   			<input class = "btn btn-primary" type="file" name="image" accept="image/*"> 	  			<input class = "btn btn-primary" type="submit"> 	  		</form> 	  		<img src="static/img/{{ name }}" alt="{{ name }}" class="default-img"> 	    	{% for d in data.predictions %} 	      		<h5> {{ d.label}}, 置信度:{{d.probability }}% </h5> 	    	{% endfor %} 	    </div> 	</div>     </center> {#    <a href="{{ url_for('process_plateReg')}}" class="back-home">返回首页</a>#} {#  <button onclick="topFunction()" id="backToTop" title="回到顶部">#} {#    <img src="{{ url_for('send_image', path='src/toTop.jpg') }}" alt="返回顶部">#} {#  </button>#}   <script>     function topFunction() {       window.scrollTo(0, 0);     }   </script> </body> </html> 

六、app.py

from flask import Flask,render_template,request,redirect,send_file import os import plateNoRegPy  app = Flask(__name__)  # 设置配置 UPLOAD_FOLDER = os.path.join(app.root_path, 'static', 'img') app.config['UPLOAD_FOLDER'] = UPLOAD_FOLDER SOURCE_FOLDER = os.path.join(app.root_path, 'static', 'src') app.config['SOURCE_FOLDER'] = SOURCE_FOLDER # 注册路由和其他配置 app.register_blueprint(plateNoRegPy.blueprint)  # 车牌图片识别蓝图注册  @app.route('/src/<path:path>')#网页的所有文件都是来自服务器 def send_image(path):     return send_file(path, mimetype='image/jpeg')  @app.route('/') def hello_world():  # put application's code here     return redirect('/plateReg')#跳转车牌识别     return 'Hello World!'   if __name__ == '__main__':     # app.run()     app.run(host='0.0.0.0', port=8000)#服务访问ip与端口  

七、plateNoRegPy.py

# 功能实现模型来源 # hyperlpr3在树莓派上可能无法安装 https://github.com/szad670401/HyperLPR?tab=readme-ov-file # https://github.com/szad670401/HyperLPR/tree/v1 import cv2 # import hyperlpr3 as lpr3 from hyperlpr import * from PIL import Image from flask import request, url_for, render_template, redirect, Blueprint, current_app from my_util import Logger, copy_file, delete_files import os import random  # initialize our Flask application and the lpr object blueprint = Blueprint('processPlatNoImg', __name__)  lprObject = None loger = Logger() default_pic_name = "defaultPlate.jpg"  def init_default_source():     # 删除多余的图片     max_files_allowed = 30 #后续拷贝一个默认图片,加上上传图片,实际文件夹当中有32个文件     delete_files(current_app.config['UPLOAD_FOLDER'], max_files_allowed)     # 默认图片拷贝     source_path = os.path.join(current_app.config['SOURCE_FOLDER'], default_pic_name)     dest_path = os.path.join(current_app.config['UPLOAD_FOLDER'], default_pic_name)     if not os.path.exists(dest_path) or not os.path.isfile(dest_path):         copy_file(source_path, dest_path)  # Instantiate object def load_object():     # 默认图片拷贝     source_path = os.path.join(current_app.config['SOURCE_FOLDER'], default_pic_name)     dest_path = os.path.join(current_app.config['UPLOAD_FOLDER'], default_pic_name)     copy_file(source_path, dest_path)     global lprObject     lprObject = HyperLPR_plate_recognition  ''' def load_object3():     # 默认图片拷贝     source_path = os.path.join(current_app.config['SOURCE_FOLDER'], default_pic_name)     dest_path = os.path.join(current_app.config['UPLOAD_FOLDER'], default_pic_name)     copy_file(source_path, dest_path)     global lprObject     lprObject = lpr3.LicensePlateCatcher() '''  def prepare_image(image):     loger.debug("Preparing image"+image)     image = cv2.imread(image)     return image  def crop_image(image1, image2, x1, y1, x2, y2):     # 打开图片     img = Image.open(image1)     # 截取图片,参数为左上角和右下角的坐标     cropped_img = img.crop((x1, y1, x2, y2))     # 保存截取的图片     cropped_img.save(image2)          loger.debug("recognize plateNo: " + image2)  @blueprint.route('/plateReg', methods=['GET', 'POST'])  # 访问的路径 def process_plateReg():     init_default_source()     data = {"success": "未上传"}     title = "Upload an image"     name = default_pic_name     if request.method == "POST":         if request.files.get("image"):              image1 = request.files["image"]             imagePath = os.path.join(current_app.config['UPLOAD_FOLDER'], image1.filename)             image = image1.save(imagePath)             loger.debug("接受车牌图片路径"+imagePath)              processed_image = prepare_image(imagePath)              data["predictions"] = []                          '''             try:                 if lprObject == None:                     load_object3()                     loger.info("lpr object not initialzed")                 lpr3_results = lprObject(processed_image)             except Exception as e:                 print("Exception  load hyperlpr3", e)             '''                              try:                 if lprObject == None:                     load_object()                     loger.info("lpr object not initialzed")                 lpr_results = lprObject(processed_image)             except Exception as e:                 print("Exception load hyperlpr", e)                 lpr_results = ""              if len(lpr_results):                 print("lpr_results:")                 print(lpr_results[0])                                  result = lpr_results[0]                 # image2Name = "outputPlatNo"                 image2Name = result[0] + ".jpg"                 image2 = os.path.join(current_app.config['UPLOAD_FOLDER'], image2Name)                                      crop_image(imagePath, image2, result[2][0], result[2][1], result[2][2], result[2][3])                                  r = {"label": result[0], "probability": int(100*result[1])}             else:                 image2Name = image1.filename                 r = {"label": "unkonw", "probability": int(0)}              data["predictions"].append(r)              # indicate that the request was a success             data["success"] = "已上传"             title = "predict"              return render_template('plateNoReg.html', data=data, title=title, name=image2Name)     return render_template('plateNoReg.html', data=data, title=title, name=name) 

八、my_util.py

import os import sys import time import shutil import logging import time from datetime import datetime  #进度条 def print_progress_bar(iteration, total, prefix='', suffix='', decimals=1, length=100, fill='█', print_end="\r"):     """     调用在Python终端中打印自定义进度条的函数     iteration - 当前迭代(Int)     total - 总迭代(Int)     prefix - 前缀字符串(Str)     suffix - 后缀字符串(Str)     decimals - 正数的小数位数(Int)     length - 进度条的长度(Int)     fill - 进度条填充字符(Str)     print_end - 行尾字符(Str)     """     percent = ("{0:." + str(decimals) + "f}").format(100 * (iteration / float(total)))     filled_length = int(length * iteration // total)     bar = fill * filled_length + '-' * (length - filled_length)     print(f'\r{prefix} |{bar}| {percent}% {suffix}', end=print_end)     # 打印新行,完成进度条     if iteration == total:         print()  class Logger(object):     """     终端打印不同颜色的日志     """     ch = logging.StreamHandler()  # 创建日志处理器对象,在__init__外创建,是类当中的静态属性,不是__init__中的实例属性      # #创建静态的日志处理器可以减少内存消耗      # # 创建 FileHandler 实例,指定日志文件路径     # ch = logging.FileHandler(filename='app1.log')      def __init__(self):         self.logger = logging.getLogger()  # 创建日志记录对象         self.logger.setLevel(logging.DEBUG)  # 设置日志等级info,其他低于此等级的不打印      def debug(self, message):         self.fontColor('\033[0;37m%s\033[0m')         self.logger.debug(message)      def info(self, message):         self.fontColor('\033[0;32m%s\033[0m')         self.logger.info(message)      def warning(self, message):         self.fontColor('\033[0;33m%s\033[0m')         self.logger.warning(message)      def error(self, message):         self.fontColor('\033[0;31m%s\033[0m')         self.logger.error(message)      def fontColor(self, color):         formatter = logging.Formatter(color % '%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s - %(message)s')  # 控制日志输出颜色         self.ch.setFormatter(formatter)         self.logger.addHandler(self.ch)  # 向日志记录对象中加入日志处理器对象   def delete_files(folder_path, max_files):     """     监控指定文件夹中的文件数量,并在超过max_files时删除最旧的文件。     """     print("进入删除图片文件夹"+folder_path)     print("需要删除文件数量")     print(max_files)     if True:         # 获取文件夹中的文件列表         files = os.listdir(folder_path)         file_count = len(files)         print(f"当前文件夹 {folder_path} 中的文件数量: {file_count}")          # 如果文件数量超过max_files,则删除最旧的文件         if file_count > max_files:             # 获取文件夹中所有文件的完整路径,并带上修改时间             file_paths_with_mtime = [(os.path.join(folder_path, f), os.path.getmtime(os.path.join(folder_path, f))) for                                      f in files]             # 按修改时间排序             sorted_files = sorted(file_paths_with_mtime, key=lambda x: x[1])              # 删除最旧的文件,直到文件数量在阈值以下             for file_path, mtime in sorted_files[:file_count - max_files]:                 try:                     os.remove(file_path)                     print(f"已删除文件: {file_path}")                 except OSError as e:                     print(f"删除文件时出错: {e.strerror}")  def copy_file(src, dst):     shutil.copy2(src, dst)  # copy2会尝试保留文件的元数据  

整体实现效果

项目代码仓库
在这里插入图片描述

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