專利名稱：基于視覺分析的停車場泊位自動管理方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于停車收費(fèi)管理領(lǐng)域，尤其是一種基于視覺分析的停車場泊位自動管理方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
根據(jù)現(xiàn)代停車場建設(shè)的要求，系統(tǒng)在設(shè)計時必須充分考慮停車場各關(guān)鍵部位的停車泊位管理及智能交通引導(dǎo)，而泊位自動管理系統(tǒng)作為實施過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其檢測技術(shù)的先進(jìn)性和識別的準(zhǔn)確率將直接影響港區(qū)作業(yè)調(diào)度的效率。目前關(guān)于檢測停車泊位的成熟技術(shù)主要有微波、超聲波、紅外、地感，但地感線圈安裝過程對可靠性的壽命影響大，修復(fù)或安裝都需要中斷交通，影響路面壽命；超聲波因外界溫度、氣流改變而影響性能；紅外探測受下雨和下雪影響嚴(yán)重；紅外線感應(yīng)受天氣和氣流變化影響嚴(yán)重；紅外線視頻需要很好的對焦平面紅外線接收器，需要提高功率來實現(xiàn)高靈敏度，但因此會降低可靠性，受大霧影響架設(shè)攝像機(jī)的立柱要比較高；微波探測存在很難消除的衍射波，發(fā)射功率大、成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，在計算機(jī)視覺技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合運(yùn)用視頻壓縮編解碼技術(shù)、實時數(shù)據(jù)傳輸處理技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)等，實現(xiàn)了停車場泊位的自動管理，具有簡單、計算速度快、硬件條件要求低等優(yōu)點。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的由智能視覺傳感器、信息傳輸模塊、信息發(fā)布模塊及停車場管理中心組成，停車場管理中心包括計算機(jī)分析模塊、停車場管理主機(jī)、管理客戶端、數(shù)據(jù)庫；智能視覺傳感器將采集到的信息進(jìn)行預(yù)處理后，然后通過信息傳輸模塊將信息傳送到計算機(jī)分析模塊中；計算機(jī)分析模塊實時獲取來自泊位的信息，將數(shù)字信號解壓，然后運(yùn)用圖像匹配、灰度變換、 去噪聲、圖像校準(zhǔn)、統(tǒng)計分析技術(shù)，分析得到停車泊位的狀態(tài)信息，并按預(yù)設(shè)時間間隔檢測泊位狀態(tài)信息，最后將得到的信息在信息發(fā)布模塊發(fā)布。而且，所述的智能視覺傳感器包括攝像頭、圖像采集單元、圖像處理單元、網(wǎng)絡(luò)通信裝置；圖像采集單元是圖像傳感器和圖像采集卡的集成，圖像采集單元將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，然后輸出至圖像處理單元；圖像處理單元用來完成圖像處理任務(wù)，主要包括處理器和存儲器，圖像處理單元對采集到的圖像和視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、壓縮和有選擇的存儲，內(nèi)含圖像處理軟件，可對圖像進(jìn)行預(yù)處理和分析。而且，所述的計算機(jī)分析模塊主要進(jìn)行圖像特征分析、智能視覺傳感器中的攝像機(jī)標(biāo)定、灰度變換，最后做出判定結(jié)果，智能視覺傳感器中的攝像機(jī)標(biāo)定指用一組已知圖像平面點的實際空間點來確定攝像機(jī)的參數(shù)，即攝像機(jī)的焦距λ和攝像機(jī)平面相對于世界坐標(biāo)系的位置和朝向，確定攝像機(jī)參數(shù)后，根據(jù)停車場的3D坐標(biāo)來預(yù)測2D的平面圖像坐標(biāo)，由此建立世界坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)平面的映射關(guān)系；灰度變換采用最大值的方法，使R、G、B的值等于這三個值中最大的一個，在有車、無車兩種情況下，像素灰度值標(biāo)準(zhǔn)偏差的差別很大，我們用式(1)來設(shè)定結(jié)果判定條件，判斷當(dāng)前監(jiān)測的停車泊位上是否有車輛 (Se-St)I STs(I)其中，Se為監(jiān)測泊位沒有車輛?？繒r灰度標(biāo)準(zhǔn)偏差；St為該監(jiān)測泊位當(dāng)前的像素灰度標(biāo)準(zhǔn)偏差；Ts為判定是否有車的標(biāo)準(zhǔn)偏差閾值。當(dāng)I (Se-St) I彡Ts時，判定監(jiān)測泊位有車(占用)；當(dāng)I (Se-St) I < Ts時，判定監(jiān)測泊位無車(空閑)。而且，所述的信息發(fā)布模塊采用VMS、互聯(lián)網(wǎng)、廣播、車載導(dǎo)航設(shè)備、手機(jī)、信息顯示屏六種發(fā)布載體相結(jié)合，向出行者提供停車場的具體位置、當(dāng)前車位實時數(shù)據(jù)，指引駕駛員
合理停車。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是1、本發(fā)明針對二維圖像和動態(tài)視頻序列進(jìn)行研究，綜合運(yùn)用圖像匹配、灰度變換、 去噪聲、圖像校準(zhǔn)、統(tǒng)計分析等圖像處理技術(shù)，并按預(yù)設(shè)時間間隔檢測泊位狀態(tài)信息，判定信息準(zhǔn)確可靠。2、本發(fā)明在白天、晴朗等天氣條件下有效檢測率比較高，平均可達(dá)到98%以上，夜間有效檢測率大于90%。3、本發(fā)明在計算機(jī)視覺技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合運(yùn)用視頻壓縮編解碼技術(shù)、實時數(shù)據(jù)傳輸處理技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)等，實現(xiàn)了停車場泊位的自動管理，具有簡單、計算速度快、硬件條件要求低等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)連接框圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進(jìn)一步詳述如圖1所示，本發(fā)明所述的一種基于視覺分析的停車場泊位自動管理方法和系統(tǒng)，由智能視覺傳感器、信息傳輸模塊、信息發(fā)布模塊及停車場管理中心組成，停車場管理中心包括計算機(jī)分析模塊、停車場管理主機(jī)、管理客戶端、數(shù)據(jù)庫；智能視覺傳感器包括攝像頭、圖像采集單元、圖像處理單元、網(wǎng)絡(luò)通信裝置。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖1所示，智能視覺傳感器中的攝像頭采集相應(yīng)車位中的圖像信息，圖像采集單元將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，然后輸出至圖像處理單元；圖像處理單元用來完成圖像處理任務(wù)，主要包括處理器和存儲器，圖像處理單元對采集到的圖像/視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、壓縮和有選擇的存儲，內(nèi)含圖像處理軟件，可對圖像進(jìn)行預(yù)處理和分析，然后通過信息傳輸模塊將信息傳送到計算機(jī)分析模塊；計算機(jī)分析模塊實時獲取來自泊位的信息，將數(shù)字信號解壓，然后運(yùn)用圖像匹配、灰度變換、去噪聲、圖像校準(zhǔn)、統(tǒng)計分析技術(shù)，分析得到停車泊位的狀態(tài)信息，并按預(yù)設(shè)時間間隔檢測泊位狀態(tài)信息，最后將得到的信息在信息發(fā)布模塊發(fā)布，駕駛員可以通過VMS、互聯(lián)網(wǎng)、廣播、車載導(dǎo)航設(shè)備、手機(jī)、信息顯示屏六種發(fā)布載體了解停車場的具體位置、當(dāng)前車位實時數(shù)據(jù)。
當(dāng)泊位沒有車輛時，泊位“空閑”，信息發(fā)布模塊中以藍(lán)色矩形塊標(biāo)識；當(dāng)車輛駛?cè)氩次缓?，計算機(jī)系統(tǒng)通過對信號采集系統(tǒng)采集的連續(xù)圖像進(jìn)行識別、分析，獲得泊位“占用，， 的狀態(tài)，并在信息發(fā)布模塊中以紅色矩形塊標(biāo)識；當(dāng)車輛離開泊位，計算機(jī)獲得泊位“空閑” 的狀態(tài)，并在信息發(fā)布模塊中以藍(lán)色矩形塊標(biāo)識，這樣可以直觀的看出停車場泊位信息，可以提前預(yù)訂車位，做到合理停車；系統(tǒng)啟動后，自動登錄數(shù)據(jù)庫，獲取所有泊位的使用狀態(tài)。 系統(tǒng)定時檢測停車泊位的忙閑狀態(tài)，并當(dāng)泊位忙閑狀態(tài)變化時自動更新數(shù)據(jù)庫。需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于視覺分析的停車場泊位自動管理方法和系統(tǒng)，其特征在于由智能視覺傳感器、信息傳輸模塊、信息發(fā)布模塊及停車場管理中心組成，停車場管理中心包括計算機(jī)分析模塊、停車場管理主機(jī)、管理客戶端、數(shù)據(jù)庫；智能視覺傳感器將采集到的信息進(jìn)行預(yù)處理后，然后通過信息傳輸模塊將信息傳送到計算機(jī)分析模塊中；計算機(jī)分析模塊實時獲取來自泊位的信息，將數(shù)字信號解壓，然后運(yùn)用圖像匹配、灰度變換、去噪聲、圖像校準(zhǔn)、統(tǒng)計分析技術(shù)，分析得到停車泊位的狀態(tài)信息，并按預(yù)設(shè)時間間隔檢測泊位狀態(tài)信息，最后將得到的信息在信息發(fā)布模塊發(fā)布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺分析的停車場泊位自動管理方法和系統(tǒng)，其特征在于所述的智能視覺傳感器包括攝像頭、圖像采集單元、圖像處理單元、網(wǎng)絡(luò)通信裝置； 圖像采集單元是圖像傳感器和圖像采集卡的集成，圖像采集單元將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，然后輸出至圖像處理單元；圖像處理單元用來完成圖像處理任務(wù)，主要包括處理器和存儲器，圖像處理單元對采集到的圖像和視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、壓縮和有選擇的存儲，內(nèi)含圖像處理軟件，可對圖像進(jìn)行預(yù)處理和分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺分析的停車場泊位自動管理方法和系統(tǒng)，其特征在于所述的計算機(jī)分析模塊主要進(jìn)行圖像特征分析、智能視覺傳感器中的攝像機(jī)標(biāo)定、灰度變換，最后做出判定結(jié)果，智能視覺傳感器中的攝像機(jī)標(biāo)定指用一組已知圖像平面點的實際空間點來確定攝像機(jī)的參數(shù)，即攝像機(jī)的焦距λ和攝像機(jī)平面相對于世界坐標(biāo)系的位置和朝向，確定攝像機(jī)參數(shù)后，根據(jù)停車場的3D坐標(biāo)來預(yù)測2D的平面圖像坐標(biāo)，由此建立世界坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)平面的映射關(guān)系；灰度變換采用最大值的方法，使R、G、B的值等于這三個值中最大的一個，在有車、無車兩種情況下，像素灰度值標(biāo)準(zhǔn)偏差的差別很大，我們用式(1)來設(shè)定結(jié)果判定條件，判斷當(dāng)前監(jiān)測的停車泊位上是否有車輛I (Se-St) I ^ Ts(I)其中，Se為監(jiān)測泊位沒有車輛?？繒r灰度標(biāo)準(zhǔn)偏差； St為該監(jiān)測泊位當(dāng)前的像素灰度標(biāo)準(zhǔn)偏差； Ts為判定是否有車的標(biāo)準(zhǔn)偏差閾值。 當(dāng)I (Se-St) ι彡Ts時，判定監(jiān)測泊位有車(占用)； 當(dāng)I (Se-St) I < Ts時，判定監(jiān)測泊位無車(空閑)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺分析的停車場泊位自動管理方法和系統(tǒng)，其特征在于所述的信息發(fā)布模塊采用VMS、互聯(lián)網(wǎng)、廣播、車載導(dǎo)航設(shè)備、手機(jī)、信息顯示屏六種發(fā)布載體相結(jié)合，向出行者提供停車場的具體位置、當(dāng)前車位實時數(shù)據(jù)，指引駕駛員合理停車。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于視覺分析的停車場泊位自動管理方法和系統(tǒng)，其主要技術(shù)特點是由智能視覺傳感器、信息傳輸模塊、信息發(fā)布模塊及停車場管理中心組成，停車場管理中心包括計算機(jī)分析模塊、停車場管理主機(jī)、管理客戶端、數(shù)據(jù)庫；智能視覺傳感器將采集到的信息進(jìn)行預(yù)處理后，然后通過信息傳輸模塊將信息傳送到計算機(jī)分析模塊中，計算機(jī)分析模塊將數(shù)字信號解壓，并按預(yù)設(shè)時間間隔實時分析檢測泊位狀態(tài)信息，最后將得到的信息在信息發(fā)布模塊發(fā)布。本發(fā)明在計算機(jī)視覺技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合運(yùn)用視頻壓縮編解碼技術(shù)、實時數(shù)據(jù)傳輸處理技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)，實現(xiàn)了停車場泊位的自動管理，具有簡單、計算速度快、硬件條件要求低的優(yōu)點。
文檔編號G08G1/14GK102426801SQ20111041058
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者劉超, 耿磊 申請人:天津世紀(jì)晨實科技有限公司