CN105957395B - 一种基于摄像机阵列的路侧停车管理系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于摄像机阵列的路侧停车管理系统及其方法，管理系统包括依次连接前端摄像机组、控制器、后台服务器和应用端；所述前端摄像机组将采集的车辆信息传输至所述控制器；所述控制器将停车场信息发送至所述后台服务器；所述后台服务器对控制器中停车场信息进行整合处理后发送至应用端；本发明的有益效果为：本方案提出的是一种基于纯视频监控的智能化快捷管理方式，对路侧停车的监管有高效、可追溯取证，且效果更直观。本方案立足于路侧停车管理，为了避免地磁对路面的破坏，仅基于视频监控系统对路侧停车场进行智能化管理。

Description

一种基于摄像机阵列的路侧停车管理系统及其方法

技术领域

本发明属于路侧停车管理系统，具体涉及一种基于摄像机阵列的路侧停车管理系统及其方法。

背景技术

在城市智能交通系统中，停车场的管理占有相当重要的比例。随着城市机动车辆占有率的不断增加，停车场已经不仅限于原有模式，路侧停车场已经承担了越来越重要的角色，路侧停车场的智能化管理的要求也随之越来越准确、快捷。目前路侧停车管理的主要技术实现是基于地磁的智能管理系统、或者是基于地磁和视频相结合的智能管理系统两种方式，甚至有些地方还是纯人工的管理方式。城市停车场的管理，尤其是智能化管理已经越来越彰显其重要性，而且随着城市机动车辆的不断增加，停车场已经不再局限于原有的格局，路侧停车场已经成为一种普遍现象，如果路侧停车场没有进行有效管理，将会使得城市道路的拥堵情况更为严重。

现有技术中，一种方案是基于地磁的智能管理系统，车位下的地磁用来感应该车位上车辆所发生的变动，驾驶员通过系统app应用上报车辆信息，后台服务器系统根据以上信息对车辆和车位作统一管理。

现有技术方案缺点一是地磁的安装和维护带来的高成本。地磁的特殊性使得其在安装的过程中需要破坏路面，后期维护时还需要对该路段道路进行封锁。该方案的另外一个缺点是地磁本身对车辆信息无法识别，因此该方案的实施还有很大一部分要依赖于驾驶员对规则的自觉遵守和现场人工管理人员的实时监管，这无疑为驾驶员带来了很大的不方便。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种基于摄像机阵列的路侧停车管理系统及其方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于摄像机阵列的路侧停车管理系统，其改进之处在于：管理系统包括依次连接前端摄像机组、控制器、后台服务器和应用端；所述前端摄像机组将采集的车辆信息传输至所述控制器；所述控制器将停车场信息发送至所述后台服务器；所述后台服务器对控制器中停车场信息进行整合处理后发送至应用端；

所述控制器包括存储模块、控制模块和识别模块；所述存储模块用于存储临时视频图像文件，所述控制模块用于对前端摄像机组和控制器进行控制管理，所述识别模块用于车辆识别、车位识别和车牌信息识别；

所述后台服务器包括数据处理服务器和数据存储服务器；所述数据处理服务器用于接收并处理控制器上传的停车场信息，将该信息整合处理后存储到存储服务器并发送至应用端；

所述应用端包括路侧停车诱导子系统、手持管理终端以及用户端APP/WEB；所述路侧停车诱导子系统用于显示停车场状态，所述用户APP/WEB端用于查询停车场状态和用户相关信息；所述手持管理终端通过无线网络对管理系统进行控制管理。

进一步的，所述管理系统包括存储设备，所述存储设备分别连接所述第二摄像机组和所述控制器。

进一步的，所述前端摄像机组包括第一摄像机组和第二摄像机组；所述第一摄像机和所述第二摄像机组安装在停车场横杆上，并通过调节摄像头角度设定车牌识别方式；所述第一摄像机组用于实时监测整个区域内的过往车辆，能够监测到行驶在该区域的车辆概况及停驶的区域；所述第二摄像机组为精准摄像机，用于对采集区域的车牌和车辆进行识别，所述第二摄像机组采集区域在第一摄像机组监测区域内。

进一步的，所述数据处理服务器接收每个控制器上传的停车场信息，将该信息进行整合处理，并将处理结果存储到存储服务器，以便以后查询和统计使用；同时按照不同的应用端对数据的需求，将不同内容和格式的数据传送到各个应用端。

进一步的，所述路侧停车诱导子系统用于通过显示屏显示目标停车场空余车位数量信息，所述用户APP/WEB端用于对该目标停车场空余车位数量信息和用户停车信息进行查询；所述手持管理终端通过无线网络对管理系统进行控制管理。

本发明还包括一种基于摄像机阵列的路侧停车管理系统的管理方法，其改进之处在于：所述方法包括

(1)第一摄像机组实时监控被观测区域并将监控信息发到控制器进行处理；

(2)第二摄像机组对观测区域实时观测并将视频图像信息存储到存储设备中；

(3)当第一摄像机组观测到其所观测停车场区域有车辆停靠，提取车辆停靠车位，找到停靠车位与第二类摄像机组观测区域相匹配的摄像机，调用其在存储设备中的该时间点的存储视频图像文件，控制器进行车牌识别并获取该停车位的车牌信息；

(4)当第一摄像机组观测到多辆车辆停靠时，分别提取每一辆车辆的停靠时间和停靠车位以及其行车轨迹，分别调用与每个车位相匹配的第二摄像机，调用其在存储设备中该时间点的存储视频图像文件进行分析，获取车牌信息；

(5)控制器将获取的车牌信息和车位信息进行比较后发送到数据处理服务器；

(6)数据处理服务器对该信息进行处理，并将相应的诱导信息和用户停车信息推送到停车诱导子系统和用户APP/WEB端；

(7)数据处理服务器将处理后的信息存储到数据存储服务器。

进一步的，所述步骤(5)包括控制器对识别后的车牌信息和车位信息进行比较，如果该车牌已有进入该停车场的信息且没有驶出信息，则判断为进入该停车场进行停靠，否则，判断该车辆为驶出该停车场。

进一步的，所述停车诱导子系统根据数据处理服务器的信息实时更新诱导信息；

所述数据处理服务器将用户停车信息发送至用户APP/WEB端，用户可通过用户APP/WEB端对停车场车位信息或者用户自身停车信息查询。

本发明还包括一种基于摄像机阵列的路侧停车管理系统的管理方法，其改进之处在于：所述方法包括

(1)控制器将第二摄像机组中的每个摄像机拍摄的图像，分割为车位区域和非车位区域；

(2)控制器将获取的图像送入识别模块，控制器判断车牌是否位于车位区域，或者车牌正处于车位区域分割线上；

(3)车牌位于车位区域内或位于车位分割线上，则判断车辆进入停车位；车牌位于非车位区域且与分割线不相交，判断车辆并未入场；

(4)车辆离开车位时，控制器对每个区域进行连续图像识别处理，检测区域内识别到的车牌，给出识别结果和车牌坐标，控制器将识别结果发送到后台数据处理服务器；

(5)数据处理服务器对该信息进行处理，并将相应的诱导信息和用户停车信息推送到停车诱导子系统和用户APP/WEB端；

(6)数据处理服务器将处理后的信息存储到数据存储服务器。

本发明的有益效果为：

本方案提出的是一种基于纯视频监控的智能化快捷管理方式，对路侧停车的监管有高效、可追溯取证，且效果更直观。本方案立足于路侧停车管理，为了避免地磁对路面的破坏，仅基于视频监控系统对路侧停车场进行智能化管理。计算机性能的提高、图像算法的进步和普及为该方案提供了可靠的技术基础，大大的提高了识别和管理效率。

本方案在目前路侧停车监控系统中安装是较为方便的，避免了对其他设备的依赖和对基础设施的破坏等。

路侧监控设备是长期运转的一种设备，各种硬件和软件的维护都需要适时进行，因此对维护的便捷化可以提升整体系统的性能是使用性，而且可以降低大量的维护的设备和人力成本。

本方案设计的流程为全自动的流程，人工干预只有在设备出现异常时才会调用，而且人工管理是自动化上传信息，因此整体执行时间可以大大地节省，系统效率更高。

附图说明

图1是本发明提供的基于摄像机阵列的路侧停车管理系统结构示意图；

图2是本发明提供的基于摄像机阵列的路侧停车管理方法流程示意图；

图3是本发明提供的基于摄像机阵列的路侧停车管理方法流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种基于摄像机阵列的路侧停车管理系统。本发明利用视频的先进技术对路车停车进行信息收集，停车场信息经过控制器处理后，传送到后台服务器进一步地处理和存储，并通过后台服务器发送到用户手持智能设备和停车场诱导设备中。

本发明基于摄像机阵列的路侧停车管理系统包括前端摄像机组、存储设备、控制器、后台服务器和应用端；

其中，前端摄像机组主要完成的功能为路车停车场的监控；

前端摄像机是由一系列摄像机构成的摄像机组，按照功能划分分为两类，一类是负责实时监测整个区域内的过往车辆，该摄像机组能够监测到行驶在该区域的车辆大致概况及停驶的大致区域；另外一类摄像机组为多个精准摄像机，能够对采集区域的车牌和车辆进行识别，采集方式为精确采集指定的区域，所述第二摄像机组采集区域在第一摄像机组监测区域内。第一类摄像机组负责全局，第二类摄像机组负责局部，因为功能不同，所以性能参数可以根据实际情况进行调整到最佳状态，避免了只用一只或者一类镜头造成的类似取像不清晰等不利因素。

前端摄像机组安装在停车场直立高杆横杆上，第一类摄像机组统观全区域的摄像机部署在最外端，其余对指定区域监控的摄像机按照观察区域调整最佳位置安装在横杆上，为了避免死角造成了视觉缺失，对第一个车位和第二个车位的观测摄像头调整观测高度部署在直立杆上。

其中，第一摄像机组连接到控制器，第二类摄像机组连接控制器，同时将视频信息存储到存储设备中。

控制器由三个功能部分组成：存储模块、控制模块、识别模块。其中存储模块用来存储临时视频图像文件，控制模块用于对前端摄像机组和控制器进行进行逻辑控制管理等功能，识别模块用于车辆识别、车位识别和车牌信息识别。

后台服务器分为数据处理服务器和数据存储服务器两类，数据处理服务器主要负责完成接收并处理每个控制器上传的停车场信息，并将该信息进行整合处理，并将处理结果存储到存储服务器以便以后查询和统计使用，同时按照不同的应用端对数据的需求，将不同内容(指令、消息等)和格式的数据传送到各个应用端。

本系统中的应用端包括路侧停车诱导子系统、手持管理终端以及用户端APP/WEB。

路侧停车诱导子系统用显示屏向有需求的用户显示目标停车场空余车位数量信息和用户相关信息，同时用户在用户APP/WEB端也可以对该信息进行查询；

手持管理终端为现场管理员手持管理终端，作用为正常系统的补充，当出现意外状况的情形，为了有效及时地对现场管理，不至于造成道路拥堵等情况的发生，或者需要更进一步对现场信息进行确认时，手持管理终端可以通过无线网络采集和上报停车位以及车辆信息等，并及时准确的进行控制管理等相关工作；

用户APP/WEB端是用户操作的界面，可以分为手持智能设备端和pc端两种方式，可以查询目标停车场停车位状况和用户停车信息等相关内容。

本发明一种基于摄像机阵列的路侧停车管理系统的管理方法分为协同工作模式和独立工作模式。

在协同工作模式下，第一类和第二类摄像机组协同工作。在独立工作模式下，第二类摄像机组不依赖第一类摄像机组，独立对所管辖区域进行车位管理。在第一类摄像机组不可用，或者设定成只使用第二类摄像的情况下，启用正常流程二。下面分别叙述：

如图2所示，图2中的逻辑流程实线为正常流程，虚线框中为异常流程。

正常流程一(协同工作模式)：

1.分别将第一类摄像机组和第二类摄像机组摄像头调整角度，对准被观测区域；摄像机组中的摄像机对指定的区域实时视频监控，并将视频文件存储在存储设备中；

2.第一类摄像机组负责对整个区域进行观测，直接连接到控制器，并将实时监控信息发到控制器进行处理；第二类摄像机组的每只摄像机镜头对观测区域实时观测，视频图像信息存储到存储设备中；

当有车辆在观测区域内停靠时，控制器利用识别算法对临时存储模块中的视频信息进行识别，判定车辆停放的停车位和行驶轨迹，根据控制器中的停车位和行驶轨迹与第二类摄像机组中的对应关系，获取该摄像机在存储设备中存放的临近时间段的视频图像信息，调用车牌识别算法对该图像进行车牌识别计算，获取该停车位的车牌信息，如果识别算法计算无结果，则进入异常流程；该过程如果第一类摄像机组观测到不只一辆车辆停靠在观测的停车场区域，则分别匹配每一辆车的停车位和行驶轨迹，根据行驶轨迹推算出与每一个车位匹配的第二类摄像机与观测大致时间，从存储器中分别调用所需视频图像信息，计算车牌信息；

3.控制器读取该信息，并进行车辆和车牌识别后发送到数据处理服务器；

4.控制器对识别后的车牌进行比较，如果该车牌已有进入该停车场的信息且没有驶出信息，则判断为进入该停车场进行停靠，否则，判断该车辆为驶出该停车场；

5.控制器将识别结果发送到后台数据处理服务器；

6.后台数据处理服务器对该信息进行处理，形成不同形式的数据以供停车诱导子系统和用户APP/WEB端通知和查询；

7.数据处理服务器处理后的数据存储到存储服务器；

8.停车诱导子系统根据数据处理服务器的信息实时更新诱导信息；

9.数据处理服务器将用户停车信息发送用户APP/WEB端，同时用户也可以通过app或者web对停车位信息或者用户自身停车信息查询。

10.若步骤2中识别车牌错误或异常，控制器将相关信息发送到数据处理服务器，数据处理服务器进行核对校验，如果数据处理服务器也不能识别，则向现场管理员的手持管理终端发送调用指令，由现场管理员利用手持管理终端人工完成车辆信息采集和上报；

11.数据处理服务器识别车牌并更新信息，进入步骤6。

如图3所示，图3中的逻辑流程实线为正常流程，虚线框中为异常流程。

正常流程二(独立工作模式)：

1.第二类摄像机组中每个摄像机摄像头调整角度，实时拍摄所辖区域的图像。

2.控制器获取每个第二类摄像机的图像。

3.控制器将每个第二类摄像机拍摄的图像，分割为车位区域和非车位区域。

4.控制器将获取的图像送入车牌识别模块，如果图像内有车牌，车牌识别模块给出车牌的识别值和车牌在图像中的具体坐标，控制器判断车牌是否位于车位区域，或者车牌正处于车位区域分割线上。

5.如果车牌位于车位区域内或位于车位分割线上，且此前没有车辆进入该车位，车位状态为空，则判断车辆进入停车位。

6.如果车牌位于非车位区域且与分割线不相交，判断车辆并未入场。

7.车辆离开车位时，控制器对每个区域进行连续图像识别处理，检测区域内识别到的车牌，给出识别结果和车牌坐标，如果检测到此前进入车位区域的车牌离开该车位区域，判断车辆离场。控制器将识别结果发送到后台数据处理服务器。

8.后台数据处理服务器对该信息进行处理，形成不同形式的数据以供停车诱导子系统和用户消息通知和查询；

9.数据处理服务器处理后的数据存储到存储服务器；

10.停车诱导子系统根据数据处理服务器的信息实时更新诱导信息；

11.数据处理服务器将用户停车信息发送用户APP/WEB端，同时用户也可以通过app或者web对停车位信息或者用户自身停车信息查询。

12.如果步骤4中车牌不能识别，控制器向数据处理服务器上报错误，数据处理服务器向现场管理员的手持管理终端发送命令，对指定车位执行人工管理操作；管理员通过手持管理终端向数据处理服务器发送执行结果；数据处理服务器根据手持管理终端向数据处理服务器发送执行结果对车位车辆数据更新；最新数据更新到数据存储管理服务器。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于摄像机阵列的路侧停车管理系统，其特征在于：管理系统包括依次连接前端摄像机组、控制器、后台服务器和应用端；所述前端摄像机组将采集的车辆信息传输至所述控制器；所述控制器将停车场信息发送至所述后台服务器；所述后台服务器对控制器中停车场信息进行整合处理后发送至应用端；

所述控制器包括存储模块、控制模块和识别模块；所述存储模块用于存储临时视频图像文件，所述控制模块用于对前端摄像机组和控制器进行控制管理，所述识别模块用于车辆识别、车位识别和车牌信息识别；

所述后台服务器包括数据处理服务器和数据存储服务器；所述数据处理服务器用于接收并处理控制器上传的停车场信息，将该信息整合处理后存储到存储服务器并发送至应用端；

所述应用端包括路侧停车诱导子系统、手持管理终端以及用户端APP/WEB；所述路侧停车诱导子系统用于显示停车场状态，所述用户APP/WEB端用于查询停车场状态和用户相关信息；所述手持管理终端通过无线网络对管理系统进行控制管理；

所述前端摄像机组包括第一摄像机组和第二摄像机组；所述第一摄像机组用于实时监测整个区域内的过往车辆，能够监测到行驶在该区域的车辆概况及停驶的区域；所述第二摄像机组为精准摄像机，用于对采集区域的车牌和车辆进行识别，所述第二摄像机组采集区域在第一摄像机组监测区域内；

控制器将第二摄像机组中的每个摄像机拍摄的图像，分割为车位区域和非车位区域；控制器将获取的图像送入识别模块，控制器判断车牌是否位于车位区域，或者车牌正处于车位区域分割线上；车牌位于车位区域内或位于车位分割线上，则判断车辆进入停车位；车牌位于非车位区域且与分割线不相交，判断车辆并未入场；

所述控制器用于当有车辆在观测区域内停靠时，利用识别算法对临时存储模块中的视频信息进行识别，判定车辆停放的停车位和行驶轨迹，根据控制器中的停车位和行驶轨迹与第二摄像机组中的对应关系，获取该摄像机在存储设备中存放的临近时间段的视频图像信息，调用车牌识别算法对该图像进行车牌识别计算，获取该停车位的车牌信息，如果识别算法计算无结果，则进入异常流程；该过程如果第一摄像机组观测到不只一辆车辆停靠在观测的停车场区域，则分别匹配每一辆车的停车位和行驶轨迹，根据行驶轨迹推算出与每一个车位匹配的第二类摄像机与观测大致时间，从存储器中分别调用所需视频图像信息，计算车牌信息。

2.根据权利要求1所述的基于摄像机阵列的路侧停车管理系统，其特征在于：所述管理系统包括存储设备，所述存储设备分别连接所述第二摄像机组和所述控制器。

3.根据权利要求1所述的基于摄像机阵列的路侧停车管理系统，其特征在于：所述第一摄像机组和所述第二摄像机组安装在停车场横杆上，并通过调节摄像头角度设定车牌识别方式。

4.根据权利要求1所述的基于摄像机阵列的路侧停车管理系统，其特征在于：所述数据处理服务器接收每个控制器上传的停车场信息，将该信息进行综合处理，并将处理结果存储到存储服务器，以便以后查询和统计使用；同时，按照不同的应用端对数据的需求，将不同内容和格式的数据传送到各个应用端。

5.根据权利要求1所述的基于摄像机阵列的路侧停车管理系统，其特征在于：所述路侧停车诱导子系统用于通过显示屏显示目标停车场空余车位数量信息，所述用户APP/WEB端用于对该目标停车场空余车位数量信息和用户停车信息进行查询；所述手持管理终端通过无线网络对管理系统进行控制管理。

6.一种基于摄像机阵列的路侧停车管理系统的管理方法，其特征在于：所述方法包括

(1)第一摄像机组实时监控被观测区域并将监控信息发到控制器进行处理；

(2)第二摄像机组对停车位区域实时观测并将视频图像信息存储到存储设备中；

(3)当第一摄像机组观测到其所观测停车场区域有车辆停靠，提取车辆停靠车位，找到停靠车位与第二类摄像机组停车位区域相匹配的摄像机，调用其在存储设备中的该时间点的存储视频图像文件，控制器进行车牌识别并获取该停车位的车牌信息；

(4)当第一摄像机组观测到多辆车辆停靠时，分别提取每一辆车辆的停靠时间和停靠车位以及其行车轨迹，分别调用与每个车位相匹配的第二摄像机，调用其在存储设备中该时间点的存储视频图像文件进行分析，获取车牌信息；

(5)控制器将获取的车牌信息和车位信息进行比较后发送到数据处理服务器；

(6)数据处理服务器对该信息进行处理，并将相应的诱导信息和用户停车信息推送到停车诱导子系统和用户APP/WEB端；

(7)数据处理服务器将处理后的信息存储到数据存储服务器；

其中，控制器将第二摄像机组中的每个摄像机拍摄的图像，分割为车位区域和非车位区域；控制器将获取的图像送入识别模块，控制器判断车牌是否位于车位区域，或者车牌正处于车位区域分割线上；车牌位于车位区域内或位于车位分割线上，则判断车辆进入停车位；车牌位于非车位区域且与分割线不相交，判断车辆并未入场；

其中，步骤(3)具体包括：当有车辆在观测区域内停靠时，控制器利用识别算法对临时存储模块中的视频信息进行识别，判定车辆停放的停车位和行驶轨迹，根据控制器中的停车位和行驶轨迹与第二摄像机组中的对应关系，获取该摄像机在存储设备中存放的临近时间段的视频图像信息，调用车牌识别算法对该图像进行车牌识别计算，获取该停车位的车牌信息，如果识别算法计算无结果，则进入异常流程；该过程如果第一摄像机组观测到不只一辆车辆停靠在观测的停车场区域，则分别匹配每一辆车的停车位和行驶轨迹，根据行驶轨迹推算出与每一个车位匹配的第二类摄像机与观测大致时间，从存储器中分别调用所需视频图像信息，计算车牌信息。

7.根据权利要求6所述的基于摄像机阵列的路侧停车管理系统，其特征在于：所述步骤(5)包括控制器对识别后的车牌信息和车位信息进行比较，如果该车牌已有进入该停车场的信息且没有驶出信息，则判断为进入该停车场进行停靠，否则，判断该车辆为驶出该停车场。

8.根据权利要求6所述的基于摄像机阵列的路侧停车管理系统，其特征在于：所述停车诱导子系统根据数据处理服务器的信息实时更新诱导信息；

所述数据处理服务器将用户停车信息发送至用户APP/WEB端，用户可通过用户APP/WEB端对停车场车位信息或者用户自身停车信息查询。

Images