CN103366598B - 一种车辆停靠到位检测系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于车辆到位检测技术领域，更具体的说，本发明涉及一种车辆停靠到位检测系统，包括车辆到达信号提示单元、视频图像获取单元和车辆到位检测单元，车辆到达信号提示单元的输出端与视频图像获取单元的输入端连接，视频图像获取单元的输出端与车辆到位检测单元的输入端连接。相对于现有技术，本发明通过设置依次连接的车辆到达信号提示单元、视频图像获取单元和车辆到位检测单元，能够根据实时反馈回来的现场图像数据，快速、有效、准确地进行车辆停靠到位检测，其检测精度远远高于汽车牌照定位系统和GPS定位系统。此外，本发明还公开了一种使用该系统进行车辆到位检测的方法。
Description
技术领域
本发明属于车辆到位检测技术领域，更具体的说，本发明涉及一种能根据车辆特征判断车辆是否为指定车辆及车辆是否按照规定停靠在规定位置的车辆停靠到位检测系统及检测方法。
背景技术
近年来，数字图像处理技术这门特殊的图像处理学科已发展成为图像处理的一个主要的研究领域。将数字图像处理技术应用到车辆停靠定位检测中，并结合其他一些技术方法，能够实现快速有效的车辆停靠定位检测。
目前，市场上已有成熟的车辆检测及到位检测方法，它是通过获取汽车牌照或者获取汽车GPS数据来对车辆的停靠进行到位检测，但是，汽车牌照定位系统会因为安装问题而导致信息不全，检测不准确，而GPS定位系统往往会因为环境复杂而导致得到的GPS数据有所偏差，进而导致车辆到位检测的检测精度不理想。综上，以上的两种方法均无法满足车辆到位检测的要求。
有鉴于此，确有必要提供一种车辆停靠到位检测系统及检测方法，以实现根据实时反馈回来的现场图像数据，快速、有效而准确的检测出车辆的停靠到位情况。
发明内容
本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种车辆停靠到位检测系统，使用该系统能够根据实时反馈回来的现场图像数据，快速而有效的检测出车辆的停靠到位情况。
为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种车辆停靠到位检测系统，包括车辆到达信号提示单元、视频图像获取单元和车辆到位检测单元，所述车辆到达信号提示单元的输出端与所述视频图像获取单元的输入端连接，所述视频图像获取单元的输出端与所述车辆到位检测单元的输入端连接。
作为本发明车辆停靠到位检测系统的一种改进，所述车辆到达信号提示单元包括射频信号识别模块，即车辆到达信号提示单元采用射频识别技术，用于提示车辆到达。
作为本发明车辆停靠到位检测系统的一种改进，所述视频图像获取单元包括数字摄像机。
作为本发明车辆停靠到位检测系统的一种改进，车辆到位检测单元主要采用图像处理算法分析技术，其包括图像预处理单元、图像运动目标提取单元和特征提取单元，所述图像预处理单元的输入端与所述视频图像获取单元的输出端连接，所述图像预处理单元的输出端与所述图像运动目标提取单元的输入端连接，所述图像运动目标提取单元的输出端与所述特征提取单元的输入端连接。
相对于现有技术，本发明通过设置依次连接的车辆到达信号提示单元、视频图像获取单元和车辆到位检测单元，能够根据实时反馈回来的现场图像数据，快速、有效、准确地进行车辆停靠到位检测，其检测精度远远高于汽车牌照定位系统和GPS定位系统。具体地，车辆到达信号提示单元用于提示车辆到达，视频图像获取单元用于获取车辆到达后到停靠在指定位置这段时间的视频图像数据，车辆到位检测单元用于分析车辆是否为指定车辆，并对车辆是否停靠到位进行检测。
本发明的另一个目的在于提供一种车辆停靠到位检测方法，其包括以下步骤：
（1）当车辆开至离规定位置的距离在指定范围内时，车辆到达信号提示单元发出车辆到达的信号；
（2）当车辆到达的信号传到时，视频图像获取单元获取车辆到达后至停靠在指定位置这段时间的视频图像数据；
（3）车辆到位检测单元对视频图像获取单元获取的视频图像数据采用数字图像处理方法判断车辆是否为指定车辆，并对车辆的停靠进行到位检测。
作为本发明车辆停靠到位检测方法的一种改进，所述车辆到位检测单元包括图像预处理单元、图像运动目标提取单元和特征提取单元，所述图像预处理单元的输入端与所述视频图像获取单元的输出端连接，所述图像预处理单元的输出端与所述图像运动目标提取单元的输入端连接，所述图像运动目标提取单元的输出端与所述特征提取单元的输入端连接。
作为本发明车辆停靠到位检测方法的一种改进，步骤（3）包括以下步骤：
1）图像预处理单元采用图像预处理算法进行操作，使图像中的物体突显出来；由于工作环境受到光照变化和光源抖动的影响，采集到的图像质量存在一定的差异，图像预处理就是希望尽可能的消除这些差异和噪声，将图像中的物体突显出来，以增强后续处理的可靠性和稳定性；
2）图像运动目标提取单元对经过图像预处理的区域图像进行运动目标检测，获取前后帧的两张区域图像，对两张图像进行相减处理，得到相减结果后对结果进行形态学的开、闭运算，得到的区域为运动目标区域；
3）特征提取单元求取运动目标的特征，所述特征包括颜色、纹理、形状和边缘，根据图像中的目标提取出来的特征的旋转、尺度、亮度变化保持不变性以及对视角变化的稳定性，对求取到的运动目标特征进行匹配，从而判断该停靠的车辆是否为指定的车辆，并判断停靠位置的车辆是否存在；
4）步骤3）中若对特征判断结果为空，即停靠位置的车辆不存在，则返回车辆还未停靠到位的状态，并转向下一帧的检测；步骤3）中若对边缘特征判断结果不为空，即停靠位置的车辆存在，则求取前后不同时间内图像中车辆的停靠位置，记录当前车辆的停靠位置，作为判断车辆停稳状态的依据，根据车辆的前后位置进行车辆运行状态的求取，即对前后得到的车辆停靠的位置信息进行相减，结合位置变化的时间，求得区域图像中车辆的运行速度；
5）将得到的车辆运行速度的值进行阈值判断，若小于设定的阈值，则返回车辆已经停靠到位的状态，最后退出检测；若大于设定的阈值，则返回车辆未停靠到位的状态，并记下当前车辆的位置信息，转向下一帧的检测。
作为本发明车辆停靠到位检测方法的一种改进，所述视频图像获取单元包括数字摄像机。
作为本发明车辆停靠到位检测方法的一种改进，所述数字摄像机的图像采集速度为25帧/秒。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明采用车辆到达信号提示单元获取车辆到达信号，采用视频图像获取单元获取的车辆停靠视频图像数据，并采用车辆到位检测单元对图像数据进行算法的处理，从而可以很好地对车辆的停靠到位状态进行准确判断。而且，本发明通过全数字图像处理，可以避免信号运算过程中引入的线路噪音以及硬件受到的干扰，并且处理灵活，可以根据情况灵活更改处理算法。
附图说明
图1是本发明中车辆停靠到位检测系统的结构示意图。
其中，1-车辆到达信号提示单元，11-射频信号识别模块，2-视频图像获取单元，21-数字摄像机，3-车辆到位检测单元，31-图像预处理单元，32-图像运动目标提取单元，33-特征提取单元。
图2是本发明中车辆停靠到位检测方法的算法处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明及其有益效果进行详细说明，但是本发明的具体实施方式并不限于此。
参考图1，本发明提供的一种车辆停靠到位检测系统，包括车辆到达信号提示单元1、视频图像获取单元2和车辆到位检测单元3，车辆到达信号提示单元1的输出端与视频图像获取单元2的输入端连接，视频图像获取单元2的输出端与车辆到位检测单元3的输入端连接。
其中，车辆到达信号提示单元1包括射频信号识别模块11，即车辆到达信号提示单元1采用射频识别技术，用于提示车辆到达。
视频图像获取单元2包括数字摄像机21。
车辆到位检测单元3包括图像预处理单元31、图像运动目标提取单元32和特征提取单元33，图像预处理单元31的输入端与视频图像获取单元2的输出端连接，图像预处理单元31的输出端与图像运动目标提取单元32的输入端连接，图像运动目标提取单元32的输出端与特征提取单元33的输入端连接。
使用以上系统进行车辆停靠到位检测的方法包括以下步骤：
（1）当车辆开至离规定位置的距离在指定范围内时，车辆到达信号提示单元1发出车辆到达的信号；
（2）当车辆到达的信号传到时，视频图像获取单元2获取车辆到达后至停靠在指定位置这段时间的视频图像数据；
（3）车辆到位检测单元3对视频图像获取单元2获取的视频图像数据采用数字图像处理方法判断车辆是否为指定车辆，并对车辆的停靠进行到位检测。
其中，步骤（3）包括以下步骤：
1）图像预处理单元31采用图像预处理算法进行操作，使图像中的物体突显出来；
2）图像运动目标提取单元32对经过图像预处理的区域图像进行运动目标检测，获取前后帧的两张区域图像，对两张图像进行相减处理，得到相减结果后对结果进行形态学的开、闭运算，得到的区域为运动目标区域；
3）特征提取单元33求取运动目标的特征，特征包括颜色、纹理、形状和边缘，根据图像中的目标提取出来的特征的旋转、尺度、亮度变化保持不变性以及对视角变化的稳定性，对求取到的运动目标特征进行匹配，从而判断该停靠的车辆是否为指定的车辆，并判断停靠位置的车辆是否存在；
4）步骤3）中若对特征判断结果为空，即停靠位置的车辆不存在，则返回车辆还未停靠到位的状态，并转向下一帧的检测；步骤3）中若对边缘特征判断结果不为空，即停靠位置的车辆存在，则求取前后不同时间内图像中车辆的停靠位置，记录当前车辆的停靠位置，作为判断车辆停稳状态的依据，根据车辆的前后位置进行车辆运行状态的求取，即对前后得到的车辆停靠的位置信息进行相减，结合位置变化的时间，求得区域图像中车辆的运行速度；
5）将得到的车辆运行速度的值进行阈值判断，若小于设定的阈值，则返回车辆已经停靠到位的状态，最后退出检测；若大于设定的阈值，则返回车辆未停靠到位的状态，并记下当前车辆的位置信息，转向下一帧的检测。
视频图像获取单元2包括数字摄像机21。
数字摄像机21的图像采集速度为25帧/秒。
更详细的，本发明实施例中，采用图像处理技术判断规定位置上的车辆是否停靠到位，若停靠到位则返回停靠到位状态，否则返回停靠不到位状态，处理的流程如图2所示，包括。
步骤S0，车辆到达信号提示单元1获取到车辆到达的信号，启动车辆停靠检测方法。
步骤S1，根据获取到的车辆到达信号，对检测方法中的各个参数进行重置初始化。
步骤S2，采用数字摄像机21获取视频流，具体的，数字摄像机21的采集效率为25帧/秒。
步骤S3，图像预处理单元31对从视频流中获取的规定停靠位置的图像数据进行分析，首先采用图像预处理算法对区域图像进行平滑、增强等操作，然后图像运动目标提取单元32对区域图像进行运动目标检测，采取前后帧的两张区域图像，对两张图像进行相减，得到相减结果后对结果进行形态学的开、闭运算，得到的区域为运动目标区域；接着特征提取单元33求取运动目标的特征包括目标的颜色，纹理，形状，边缘等特征。对求取到的运动目标特征进行匹配，根据图像中目标提取出来的特征的旋转、尺度、亮度变化保持不变性以及对视角变化的稳定性，从而判断该停靠的车辆是否为指定的车辆，并判断停靠位置的车辆的存在。
步骤S4，进一步判断停靠位置上的车辆是否存在，若判断结果不为空（即有检测结果），则执行步骤S41，若判断结果为空，则执行步骤S42；其中用于判断车辆存在的图像分析算法为图像运动目标检测算方法。
步骤S41，求取前后不同时间内图像中车辆的停靠位置，根据车辆的位置进行车辆运行状态的求取，即判断区域图像中车辆的运行速度。
步骤S42，返回车辆还未停靠到位的状态，并转向步骤S2。
步骤S5，由步骤S41得到的车辆运行状态判断车辆停靠中的运行速度是否为0（即停稳），若为0，则执行S51，若不为0，则执行S52。
步骤S51，返回车辆已经停靠到位的状态。
步骤S52，返回车辆未停靠到位的状态，并转向执行步骤S2。
步骤S6，退出。
本发明采用车辆到达信号提示单元1获取车辆到达信号，采用视频图像获取单元2获取的车辆停靠视频图像数据，并采用车辆到位检测单元3对图像数据进行算法的处理，从而可以很好地对车辆的停靠到位状态进行准确判断。而且，本发明通过全数字图像处理，可以避免信号运算过程中引入的线路噪音以及硬件受到的干扰，并且处理灵活，可以根据情况灵活更改处理算法。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求以及等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种车辆停靠到位检测系统，其特征在于：包括车辆到达信号提示单元、视频图像获取单元和车辆到位检测单元，所述车辆到达信号提示单元的输出端与所述视频图像获取单元的输入端连接，所述视频图像获取单元的输出端与所述车辆到位检测单元的输入端连接；所述车辆到位检测单元包括图像预处理单元、图像运动目标提取单元和特征提取单元，所述图像预处理单元的输入端与所述视频图像获取单元的输出端连接，所述图像预处理单元的输出端与所述图像运动目标提取单元的输入端连接，所述图像运动目标提取单元的输出端与所述特征提取单元的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的车辆停靠到位检测系统，其特征在于：所述车辆到达信号提示单元包括射频信号识别模块。
3.根据权利要求1所述的车辆停靠到位检测系统，其特征在于：所述视频图像获取单元包括数字摄像机。
4.一种车辆停靠到位检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)当车辆开至离规定位置的距离在指定范围内时，车辆到达信号提示单元发出车辆到达的信号；
(2)当车辆到达的信号传到时，视频图像获取单元获取车辆到达后至停靠在指定位置这段时间的视频图像数据；
(3)车辆到位检测单元对视频图像获取单元获取的视频图像数据采用数字图像处理方法判断车辆是否为指定车辆，并对车辆的停靠进行到位检测。
5.根据权利要求4所述的车辆停靠到位检测方法，其特征在于：所述车辆到位检测单元包括图像预处理单元、图像运动目标提取单元和特征提取单元，所述图像预处理单元的输入端与所述视频图像获取单元的输出端连接，所述图像预处理单元的输出端与所述图像运动目标提取单元的输入端连接，所述图像运动目标提取单元的输出端与所述特征提取单元的输入端连接。
6.根据权利要求5所述的车辆停靠到位检测方法，其特征在于，步骤(3)包括以下步骤：
1)图像预处理单元采用图像预处理算法进行操作，使图像中的物体突显出来；
2)图像运动目标提取单元对经过图像预处理的区域图像进行运动目标检测，获取前后帧的两张区域图像，对两张图像进行相减处理，得到相减结果后对结果进行形态学的开、闭运算，得到的区域为运动目标区域；
3)特征提取单元求取运动目标的特征，所述特征包括颜色、纹理、形状和边缘，根据图像中的目标提取出来的特征的旋转、尺度、亮度变化保持不变性以及对视角变化的稳定性，对求取到的运动目标特征进行匹配，从而判断该停靠的车辆是否为指定的车辆，并判断停靠位置的车辆是否存在；
4)步骤3)中若对特征判断结果为空，即停靠位置的车辆不存在，则返回车辆还未停靠到位的状态，并转向下一帧的检测；步骤3)中若对特征判断结果不为空，即停靠位置的车辆存在，则求取前后不同时间内图像中车辆的停靠位置，记录当前车辆的停靠位置，作为判断车辆停稳状态的依据，根据车辆的前后位置进行车辆运行状态的求取，即对前后得到的车辆停靠的位置信息进行相减，结合位置变化的时间，求得区域图像中车辆的运行速度；
5)将得到的车辆运行速度的值进行阈值判断，若小于设定的阈值，则返回车辆已经停靠到位的状态，最后退出检测；若大于设定的阈值，则返回车辆未停靠到位的状态，并记下当前车辆的位置信息，转向下一帧的检测。
7.根据权利要求5所述的车辆停靠到位检测方法，其特征在于：所述视频图像获取单元包括数字摄像机。
8.根据权利要求7所述的车辆停靠到位检测方法，其特征在于：所述数字摄像机的图像采集速度为25帧/秒。
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