CN102426801A - 基于视觉分析的停车场泊位自动管理方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于视觉分析的停车场泊位自动管理方法和系统，其主要技术特点是：由智能视觉传感器、信息传输模块、信息发布模块及停车场管理中心组成，停车场管理中心包括计算机分析模块、停车场管理主机、管理客户端、数据库；智能视觉传感器将采集到的信息进行预处理后，然后通过信息传输模块将信息传送到计算机分析模块中，计算机分析模块将数字信号解压，并按预设时间间隔实时分析检测泊位状态信息，最后将得到的信息在信息发布模块发布。本发明在计算机视觉技术的基础上，结合运用视频压缩编解码技术、实时数据传输处理技术、数字图像处理技术，实现了停车场泊位的自动管理，具有简单、计算速度快、硬件条件要求低的优点。
Description
技术领域
本发明属于停车收费管理领域，尤其是一种基于视觉分析的停车场泊位自动管理方法和系统。
背景技术
根据现代停车场建设的要求，系统在设计时必须充分考虑停车场各关键部位的停车泊位管理及智能交通引导，而泊位自动管理系统作为实施过程的关键环节，其检测技术的先进性和识别的准确率将直接影响港区作业调度的效率。
目前关于检测停车泊位的成熟技术主要有微波、超声波、红外、地感，但地感线圈安装过程对可靠性的寿命影响大，修复或安装都需要中断交通，影响路面寿命；超声波因外界温度、气流改变而影响性能；红外探测受下雨和下雪影响严重；红外线感应受天气和气流变化影响严重；红外线视频需要很好的对焦平面红外线接收器，需要提高功率来实现高灵敏度，但因此会降低可靠性，受大雾影响架设摄像机的立柱要比较高；微波探测存在很难消除的衍射波，发射功率大、成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，在计算机视觉技术的基础上，结合运用视频压缩编解码技术、实时数据传输处理技术、数字图像处理技术等，实现了停车场泊位的自动管理，具有简单、计算速度快、硬件条件要求低等优点。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
由智能视觉传感器、信息传输模块、信息发布模块及停车场管理中心组成，停车场管理中心包括计算机分析模块、停车场管理主机、管理客户端、数据库；智能视觉传感器将采集到的信息进行预处理后，然后通过信息传输模块将信息传送到计算机分析模块中；计算机分析模块实时获取来自泊位的信息，将数字信号解压，然后运用图像匹配、灰度变换、去噪声、图像校准、统计分析技术，分析得到停车泊位的状态信息，并按预设时间间隔检测泊位状态信息，最后将得到的信息在信息发布模块发布。
而且，所述的智能视觉传感器包括摄像头、图像采集单元、图像处理单元、网络通信装置；图像采集单元是图像传感器和图像采集卡的集成，图像采集单元将光学图像转换为数字图像，然后输出至图像处理单元；图像处理单元用来完成图像处理任务，主要包括处理器和存储器，图像处理单元对采集到的图像和视频数据进行预处理、压缩和有选择的存储，内含图像处理软件，可对图像进行预处理和分析。
而且，所述的计算机分析模块主要进行图像特征分析、智能视觉传感器中的摄像机标定、灰度变换，最后做出判定结果，智能视觉传感器中的摄像机标定指用一组已知图像平面点的实际空间点来确定摄像机的参数，即摄像机的焦距λ和摄像机平面相对于世界坐标系的位置和朝向，确定摄像机参数后，根据停车场的3D坐标来预测2D的平面图像坐标，由此建立世界坐标系和图像坐标平面的映射关系；灰度变换采用最大值的方法，使R、G、B的值等于这三个值中最大的一个，在有车、无车两种情况下，像素灰度值标准偏差的差别很大，我们用式(1)来设定结果判定条件，判断当前监测的停车泊位上是否有车辆：|(Se-St)|≥Ts(1)
其中，Se为监测泊位没有车辆停靠时灰度标准偏差；
St为该监测泊位当前的像素灰度标准偏差；
Ts为判定是否有车的标准偏差阈值。
当|(Se-St)|≥Ts时，判定监测泊位有车(占用)；
当|(Se-St)|＜Ts时，判定监测泊位无车(空闲)。
而且，所述的信息发布模块采用VMS、互联网、广播、车载导航设备、手机、信息显示屏六种发布载体相结合，向出行者提供停车场的具体位置、当前车位实时数据，指引驾驶员合理停车。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明针对二维图像和动态视频序列进行研究，综合运用图像匹配、灰度变换、去噪声、图像校准、统计分析等图像处理技术，并按预设时间间隔检测泊位状态信息，判定信息准确可靠。
2、本发明在白天、晴朗等天气条件下有效检测率比较高，平均可达到98％以上，夜间有效检测率大于90％。
3、本发明在计算机视觉技术的基础上，结合运用视频压缩编解码技术、实时数据传输处理技术、数字图像处理技术等，实现了停车场泊位的自动管理，具有简单、计算速度快、硬件条件要求低等优点。
附图说明
图1是本发明的系统连接框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
如图1所示，本发明所述的一种基于视觉分析的停车场泊位自动管理方法和系统，由智能视觉传感器、信息传输模块、信息发布模块及停车场管理中心组成，停车场管理中心包括计算机分析模块、停车场管理主机、管理客户端、数据库；智能视觉传感器包括摄像头、图像采集单元、图像处理单元、网络通信装置。
本发明的结构和工作原理如图1所示，智能视觉传感器中的摄像头采集相应车位中的图像信息，图像采集单元将光学图像转换为数字图像，然后输出至图像处理单元；图像处理单元用来完成图像处理任务，主要包括处理器和存储器，图像处理单元对采集到的图像/视频数据进行预处理、压缩和有选择的存储，内含图像处理软件，可对图像进行预处理和分析，然后通过信息传输模块将信息传送到计算机分析模块；计算机分析模块实时获取来自泊位的信息，将数字信号解压，然后运用图像匹配、灰度变换、去噪声、图像校准、统计分析技术，分析得到停车泊位的状态信息，并按预设时间间隔检测泊位状态信息，最后将得到的信息在信息发布模块发布，驾驶员可以通过VMS、互联网、广播、车载导航设备、手机、信息显示屏六种发布载体了解停车场的具体位置、当前车位实时数据。
当泊位没有车辆时，泊位“空闲”，信息发布模块中以蓝色矩形块标识；当车辆驶入泊位后，计算机系统通过对信号采集系统采集的连续图像进行识别、分析，获得泊位“占用”的状态，并在信息发布模块中以红色矩形块标识；当车辆离开泊位，计算机获得泊位“空闲”的状态，并在信息发布模块中以蓝色矩形块标识，这样可以直观的看出停车场泊位信息，可以提前预订车位，做到合理停车；系统启动后，自动登录数据库，获取所有泊位的使用状态。系统定时检测停车泊位的忙闲状态，并当泊位忙闲状态变化时自动更新数据库。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (4)
1.一种基于视觉分析的停车场泊位自动管理方法和系统，其特征在于：由智能视觉传感器、信息传输模块、信息发布模块及停车场管理中心组成，停车场管理中心包括计算机分析模块、停车场管理主机、管理客户端、数据库；智能视觉传感器将采集到的信息进行预处理后，然后通过信息传输模块将信息传送到计算机分析模块中；计算机分析模块实时获取来自泊位的信息，将数字信号解压，然后运用图像匹配、灰度变换、去噪声、图像校准、统计分析技术，分析得到停车泊位的状态信息，并按预设时间间隔检测泊位状态信息，最后将得到的信息在信息发布模块发布。
2.根据权利要求1所述的基于视觉分析的停车场泊位自动管理方法和系统，其特征在于：所述的智能视觉传感器包括摄像头、图像采集单元、图像处理单元、网络通信装置；图像采集单元是图像传感器和图像采集卡的集成，图像采集单元将光学图像转换为数字图像，然后输出至图像处理单元；图像处理单元用来完成图像处理任务，主要包括处理器和存储器，图像处理单元对采集到的图像和视频数据进行预处理、压缩和有选择的存储，内含图像处理软件，可对图像进行预处理和分析。
3.根据权利要求1所述的基于视觉分析的停车场泊位自动管理方法和系统，其特征在于：所述的计算机分析模块主要进行图像特征分析、智能视觉传感器中的摄像机标定、灰度变换，最后做出判定结果，智能视觉传感器中的摄像机标定指用一组已知图像平面点的实际空间点来确定摄像机的参数，即摄像机的焦距λ和摄像机平面相对于世界坐标系的位置和朝向，确定摄像机参数后，根据停车场的3D坐标来预测2D的平面图像坐标，由此建立世界坐标系和图像坐标平面的映射关系；灰度变换采用最大值的方法，使R、G、B的值等于这三个值中最大的一个，在有车、无车两种情况下，像素灰度值标准偏差的差别很大，我们用式(1)来设定结果判定条件，判断当前监测的停车泊位上是否有车辆：|(Se-St)|≥Ts(1)
其中，Se为监测泊位没有车辆停靠时灰度标准偏差；
St为该监测泊位当前的像素灰度标准偏差；
Ts为判定是否有车的标准偏差阈值。
当|(Se-St)|≥Ts时，判定监测泊位有车(占用)；
当|(Se-St)|＜Ts时，判定监测泊位无车(空闲)。
4.根据权利要求1所述的基于视觉分析的停车场泊位自动管理方法和系统，其特征在于：所述的信息发布模块采用VMS、互联网、广播、车载导航设备、手机、信息显示屏六种发布载体相结合，向出行者提供停车场的具体位置、当前车位实时数据，指引驾驶员合理停车。
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