CN104809909A - 一种基于rfid信号强度和辅助摄像头视频小区空车位识别系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于RFID信号强度和辅助摄像头视频小区空车位识别系统，包括小区路边停车位、路边停车位布设的有源RFID标签、监控摄像头、RFID读写器、网络交换机、PC服务器，所述有源RFID标签布设在停车位旁的路沿上，所述RFID读写器布设在小区路边停车位对面路边上，读写器带有以太网接口，所述的跟踪网络摄像头带有以太网接口，它们通过网络交换机与PC服务器相连。本发明通过2.4GHz RFID读写器读取车位旁路沿上安装RFID标签RSSI值变化情况，同时辅助小区监控摄像头视频分析，从而准确、快速地对路边停车位空车位进行识别的方法。

Description

一种基于RFID信号强度和辅助摄像头视频小区空车位识别系统
技术领域
本发明涉及一种小区内路边停车位空车位识别系统，尤其涉及一种基于RFID信号强度和辅助摄像头视频小区空车位识别系统。
背景技术
在智慧城市应用中，需要对城市中所有可用车位进行分析，特别不能忽视小区中空停车位的数量。在城市尤其是市中心停车难的情况下，如果能够分析小区内空闲停车位数量，并加以利用，将明显缓解停车难问题。
现有技术中的空车位判断，都是对标准停车场的空位进行判断，目前还没有对小区沿路停车位进行空车位进行判断的系统。对于空车位的判断一般采用通过在停车场中安装摄像头进行车位图像，分析是否有车停放；或者通过停车管理系统，利用总车位数减去发卡数量，差值就是剩余空位。传统的方法存在容易受视线遮挡物影响，准确度不高。
本发明通过两种信息对路边停车位是否有车进行判断。信息之一，当某停车位有车和没车两种情况下，RFID读写器读取的车位旁路沿上有源RFID标签的RSSI信号强度值有明显变化，所以将读取的RFID标签的RSSI信号值作为信息之一；信息之二，当某停车位有车和没车两种情况下，监控摄像头拍摄的视频场景肯定有不同，所以将当前拍摄视频和无车位时系统中预存的参考视频的差异作为信息之二。通过使用两种信息综合判断路边停车位是否有车，具有更高的准确度，而且不受视线遮挡影响，具有更高可靠性。
发明内容
基于以上的问题，本发明的目的在于提供一种准确确定小区内空闲停车位的识别系统。
一种基于RFID信号强度和辅助摄像头视频小区空车位识别系统，包括小区路边停车位、路边停车位布设的有源RFID标签、监控摄像头、RFID读写器、网络交换机、PC服务器，所述有源RFID标签布设在停车位旁的路沿上，所述RFID读写器布设在小区路边停车位对面路边上，读写器带有以太网接口，所述的跟踪网络摄像头带有以太网接口，它们通过网络交换机与PC服务器相连。
优选地，所述的停车位沿着路边分布，停车前，布设RFID标签不被遮挡；停车后，布设RFID标签被遮挡。
优选地，所述的停车位布设的RFID标签为有源2.4GHz RFID标签。
优选地，所述的RFID读写器采用有源2.4GHz读写器，天线为指向性天线，指向性水平为150度，垂直开角为90度，读写器信号覆盖路边停车场区域。
优选地，所述监控摄像头布设在路边停车位对面，可以从正面或侧面观察小区路边停车位情况。
优选地，所述的PC服务器通过网络交换机接收所有2.4GHz RFID读写器发送的车位上所有RFID标签的RSSI值，通过比较某个标签RSSI值与无车辆停车时RSSI的值，初步判断哪些车位可能已经停车，同时辅助摄像头拍摄的视频场景进行分析，从而确定车位停车情况。
本发明提供了一种基于RFID信号强度和辅助摄像头视频小区空车位识别系统，包括了布设于小区路边停车位的有源RFID标签，布设在小区内的有源RFID读头，布设在小区内的网络通讯设备，小区已有的监控摄像头，利用网络通讯设备将不断读取的RFID标签的RSSI信号值，以及视频图像发送到后台服务器，通过空车位判断程序分析车位是否有车。
为分析路边停车位这种非标准停车位停车情况，在每个停车位旁边的路沿上设置了2.4GHz RFID的标签，当该车位没有车辆时，对应的车位标签发出的2.4GHz电磁波几乎不受遮挡，读写器接收时信号RSSI值大；当该车位有车辆时，对应的车位标签发出的2.4GHz电磁波受车体金属遮挡严重，经过多径发射后被读写器接收时信号衰减大，RSSI信号值明显减小。同时，为了保证判断准确度，可以对摄像头拍摄的车位视频进行分析，如果此时针对该车位区域的图像发生局部变化，说明的确有可能有车停入，综合判断就可得出较为准确的结果。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
1、本发明提出判断时加入RFID有源标签信号强度RSSI变化值，由于只有贴近路边停车时，信号强度RSSI才会有显著变化，这样就大大降低了误判的可能性；
2、本发明提出很好地解决了这种场景下的空车位判断需求，结合目前智慧城市的建设需求，有很大实用价值；
3、本发明将RFID标签的RSSI强度变化作为主要判断依据，所以计算复杂度小，实现方便，对处理器运算速度要求低。
附图说明
图1为本发明一种基于RFID信号强度和辅助摄像头视频小区空车位识别系统的设备布设图；
图2为本发明一种基于RFID信号强度和辅助摄像头视频小区空车位识别系统的构造示意图：
图3为本发明一种基于RFID信号强度和辅助摄像头视频小区空车位识别系统的RFID读写器信号覆盖范围规划图。
图中标号说明如下：1-摄像头，2-RFID读写器，3-网路交换机，4-服务器，5-标签。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1为本发明一种基于RFID信号强度和辅助摄像头视频小区空车位识别系统的设备布设图，图2为本发明一种基于RFID信号强度和辅助摄像头视频小区空车位识别系统的构造示意图，图3为本发明一种基于RFID信号强度和辅助摄像头视频小区空车位识别系统的RFID读写器信号覆盖范围规划图。包括小区路边停车位、路边停车位布设的有源RFID标签5、监控摄像头1、RFID读写器2、网络交换机3、PC服务器4，所述有源RFID标签5布设在停车位旁的路沿上，所述RFID读写器2布设在小区路边停车位对面路边上，读写器2带有以太网接口，所述的跟踪网络摄像头1带有以太网接口，它们通过网络交换机3与PC服务器4相连。
监控摄像头1布设在路边停车位对面，可以从正面或侧面观察小区路边停车位情况。
RFID读写器2采用有源2.4GHz读写器2，天线为指向性天线，指向性水平为150度，垂直开角为90度，读写器信号覆盖路边停车场区域。
停车位沿着路边分布，停车前，布设RFID标签5不被遮挡；停车后，布设RFID标签5被遮挡；停车位布设的RFID标签5为有源2.4GHz RFID标签5，当该停车位无停车时和有停车时，有源2.4GHz RFID读写器2读取的RSSI信号强度有明显变化。
PC服务器4通过网络交换机3接收所有2.4GHz RFID读写器2发送的车位上所有RFID标签5的RSSI值，通过比较某个标签5RSSI值与无车辆停车时RSSI的值，初步判断哪些车位可能已经停车，同时辅助摄像头1拍摄的视频场景进行分析，从而确定车位停车情况。
本发明有两大创新，一是专门针对小区路边停车位进行空车位检测，方便了小区管理；另一点是综合利用停车位停车前后路沿上安装的有源RFID标签信号强度RSSI变化，以及小区监控摄像头拍摄的视频差异两种信息，增加判断的准确性。
本发明提供了一种基于RFID信号强度和辅助摄像头视频小区空车位识别系统，包括了布设于小区路边停车位的有源RFID标签，布设在小区内的有源RFID读头，布设在小区内的网络通讯设备，小区已有的监控摄像头，利用网络通讯设备将不断读取的RFID标签的RSSI信号值，以及视频图像发送到后台服务器，通过空车位判断程序分析车位是否有车。
为分析路边停车位这种非标准停车位停车情况，在每个停车位旁边的路沿上设置了2.4GHz RFID的标签，当该车位没有车辆时，对应的车位标签发出的2.4GHz电磁波几乎不受遮挡，读写器接收时信号RSSI值大；当该车位有车辆时，对应的车位标签发出的2.4GHz电磁波受车体金属遮挡严重，经过多径发射后被读写器接收时信号衰减大，RSSI信号值明显减小。同时，为了保证判断准确度，可以对摄像头拍摄的车位视频进行分析，如果此时针对该车位区域的图像发生局部变化，说明的确有可能有车停入，综合判断就可得出较为准确的结果。
以下将结合图1至图3对本发明实施方式进行详细的描述，其为本发明可选的实施案例之一。
在小区路边每个停车位旁的路沿上安装2.4GHz RFID有源标签，安装位置在路沿车位中心，如图1。可以开一个小地槽，将标签放在其中，上面用硅胶覆盖，厚度1mm。
在小区路边停车区域的马路对面部署2.4GHz RFID读写器，将读写器安装在垂直支架顶部，安装高度可以取2米。读写器的天线为指向性天线，指向性水平为150度，垂直开角为90度，每个读写器信号覆盖路边停车场一条直线轮廓区域，如图3，A读头信号覆盖R0到R1马路边停车位，B读头信号覆盖R1到R2马路边停车位，C读头信号覆盖R1到R2马路边停车位。
每个读写器带有网络接口，读取的RFID RSSI值可以利用网络接口传到后台服务器，传送的信息内容包括：RFID标签的ID，RFID标签的RSSI信号值(记为：RFID_ID，RFID_RSSI)。读写器安装后好，测试人员确保读头信号覆盖区域的所有车位在无车辆停放时标签都能被可靠读取，且RSSI信号值稳定。
如果在在小区路边停车区域的马路对面没有监控摄像头，需要安装摄像头。摄像机带有网络接口，摄像头视频通过网络接口发给后台服务器。摄像头安装后好，测试人员测试摄像头工作正常。
本发明系统控制方法如图2所示，2.4GHz RFID读写器，跟踪监控摄像头，后台服务器通过以太网连接，进行信息交互，传输遵循TCP/IP协议。考虑到实际系统布设时的场地限制，网络通讯也可以采用WIFI方式通讯。
小区路边停车区域空车位判断方法如下：
1)在每个停车位旁的路沿上安装2.4GHz RFID标签，并在空车位情况下，测试读头读取的RFID标签的RSSI值为Ref_RSSILx；
2)利用停车区域的对面安装摄像头，拍摄无车辆停入时的停车区域图片，作为参考图片Ref_LotPic；
3)读写器每1秒钟读取每个车位RFID标签的RSSI一次，每10秒钟对读取的10个RSSI值进行平均，为Avg_RSSILx(Lx代表车位编号)，并通过网络接口上传后台服务器；
4)对连续30秒钟上传的3次Ref_RSSILx(Lx代表车位编号)进行判断，如果3次数据中至少有两次(Ref_RSSILx-Avg_RSSILx)/Avg_RSSILx＞＝20％，则判断Lx车位非常有可能有车辆停入；
5)对连续30秒钟上传的3次Ref_RSSILx(Lx代表车位编号)进行判断，如果3次数据中至少有两次(Ref_RSSILx-Avg_RSSILx)/Avg_RSSILx＜20％，则判断Lx车位非常有可能有车辆驶出；
6)根据4)中RSSI判断得出车辆停入或驶出的情况，对Lx对应的车位进行拍照，得到图片Now_LotPic，然后与图片Ref_LotPic进行车位区域像素对比，如果像素差异在50％以上，则认定该车位的确有车辆停入或驶出。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于RFID信号强度和辅助摄像头视频小区空车位识别系统，其特征在于：包括小区路边停车位、路边停车位布设的有源RFID标签、监控摄像头、RFID读写器、网络交换机、PC服务器，所述有源RFID标签布设在停车位旁的路沿上，所述RFID读写器布设在小区路边停车位对面路边上，读写器带有以太网接口，所述的跟踪网络摄像头带有以太网接口，它们通过网络交换机与PC服务器相连。
2.如权利要求1所述的小区空车位识别系统，其特征在于：所述的停车位沿着路边分布，停车前，布设RFID标签不被遮挡；停车后，布设RFID标签被遮挡。
3.如权利要求2所述的小区空车位识别系统，其特征在于：所述停车位布设的RFID标签为有源2.4GHz RFID标签。
4.如权利要求1所述的小区空车位识别系统，其特征在于：所述的RFID读写器采用有源2.4GHz读写器，天线为指向性天线，指向性水平为150度，垂直开角为90度，读写器信号覆盖路边停车场区域。
5.如权利要求1所述的小区空车位识别系统，其特征在于：所述监控摄像头布设在路边停车位对面，可以从正面或侧面观察小区路边停车位情况。
6.如权利要求1所述的小区空车位识别系统，其特征在于：所述的PC服务器通过网络交换机接收所有2.4GHz RFID读写器发送的车位上所有RFID标签的RSSI值，通过比较某个标签RSSI值与无车辆停车时RSSI的值，初步判断哪些车位可能已经停车，同时辅助摄像头拍摄的视频场景进行分析，从而确定车位停车情况。
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