CN106023645A - 一种光电与雷达复合车位检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光电与雷达复合车位检测系统，所述系统包括光电图像处理模块，用于对检测区域进行实时成像，并得到车位检测结果；接收雷达分机模块的车位检测结果，并与光电光电传感器的车位检测结果进行融合；上位机模块，用于输出显示融合后的最终的车位检测结果。本发明通过将光电和雷达技术相结合，充分利用光电图像的可视化和雷达信号的抗干扰性能，提高车位检测正确性和适应性，降低安装与维护成本，可实现对路边和地面停车场车位的自动检测功能。该系统能够同时监测多个停车位，提高了寻找车位的效率。

Description

一种光电与雷达复合车位检测系统

技术领域

本发明属于智能安防监控领域，具体涉及一种光电与雷达复合车位检测系统，可实现对路边和地面停车场车位的自动检测功能。

背景技术

随着经济全球化和产业化的不断发展，汽车出行为人们的日常生活提供了便利，但汽车数量的迅速增长也带来了交通拥堵、停车难等一系列社会问题。传统方式的车位管理模式已经不能使原本紧缺的停车资源得到有效利用，停车难、人力成本高、乱收费等情况不时发生。因此，在现有停车位数量有限的情况下，我们更应该考虑如何提高车位的利用率，改善车位管理方式，缓解停车难等问题。

车位检测系统是通过设备监视和数据采集、分析处理等方式检测车位信息，自动得出被测车位上有无车辆驶入、驶出或停靠的结果，作为有效车位管理和司机寻找空车位的主要依据。基于ZigBee与地磁传感技术的停车诱导系统采用地磁传感器技术检测停车场周围车辆分布，再结合ZigBee物联网技术实现车位数据信息传输，进而对车辆进行停车引导。该停车系统事先将具有高磁导率的线圈埋在路面下，安装和维护的工程量较大。超声波检测是通过测量发射波来判断车位情况，如果检测器到车顶的距离与到地面的距离不一致，则表示检测到车辆信号。超声波检测需要在每个车位上方安装检测器，成本较高，因此多应用于室内停车场。基于全方位视觉传感器的泊车诱导系统通过全方位视觉传感器获取停车场内的视频信息，并采用图像处理的方法检测车位状态，具有可视化、易于安装维护等特点，但天气和光照条件等自然因素会对检测效果产生影响。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明提出了一种光电与雷达复合车位检测系统，该系统采用光电与雷达技术相结合的车位检测方式，充分利用光电车位检测的直观可视化和雷达车位检测的全天时、全天候等特点，实现对路边和地面停车场车位的自动检测，从而达到引导车主寻找停车位和进行有效车位管理的目的。该系统通过安装在路灯杆或专用器材上，同时监测多个停车位，提高设备应用率，降低使用成本，并实现停车区域可视化监控。

本发明的技术方案如下：

一种光电与雷达复合车位检测系统，所述系统包括光电图像处理模块、雷达分机模块和上位机模块，其中

光电图像处理模块，用于对检测区域进行实时成像，并得到车位检测结果；接收雷达分机模块的车位检测结果，并与光电传感器的车位检测结果进行融合；将融合后车位检测结果传输给上位机模块；

雷达分机模块，用于雷达自动车位的检测，并将车位检测结果传输给光电图像处理模块；

上位机模块，用于对光电车位检测与雷达车位检测进行参数设置，对检测结果进行保存与显示，并输出显示融合后的最终的车位检测结果。

进一步的，光电图像处理模块包括接收单元、光电传感器、车位检测单元、融合单元和光电发送单元。

进一步的，通过接收单元接收上位机模块发送的参数配置信息；通过光电传感器对检测区域进行实时成像，获得检测区域的图像数据，并发送到用于图像处理的车位检测单元来判断各车位是否停有车辆；所述融合单元通过接收单元接收雷达分机模块发送的雷达分机模块的车位检测结果，并与光电传感器的车位检测结果进行融合；光电发送单元，用于将融合后车位检测结果、车位区域图像、车位取证图像、雷达谱信息等数据传输给上位机模块。

进一步的，雷达分机模块包括雷达探测传感器、雷达车位检测单元和雷达发送单元。

进一步的，雷达探测传感器对检测区域发射/接收雷达波，利用雷达测距功能，反演得到检测区域下的能量值；雷达探测传感器将检测区域的能量值发送到雷达车位检测单元来判断各车位是否停有车辆；雷达发送单元将检测结果发送给光电图像处理模块。

进一步的，上位机模块包括上位机发送单元、上位机接收单元、存储单元和显示单元。

进一步的，上位机发送单元，将参数配置信息发送给光电图像处理模块；上位机接收单元分别接收光电图像处理模块发送的光电车位检测结果与雷达分机模块发送的车位检测结果，以及光电图像处理模块发送的实时图像、车位取证图像、雷达谱信息和融合检测结果；存储单元，用于保存检测结果；显示单元，用于显示最终的检测结果。

进一步的，光电图像处理模块得到车位检测结果的具体判断方法为：

计算待检测区域中相邻帧图像之间待处理区域的灰度纹理差值，若所述差值的绝对值大于预设的灰度纹理阈值时，则判断该车位停有车辆，检测状态为1，否则判断该车位无车辆停靠，检测状态为0。

进一步的，雷达分机模块得到车位检测结果的具体判断方法为：

1雷达探测传感器对检测区域发射/接收雷达波，利用雷达测距功能，反演得到检测区域下的能量值；

2根据车位相对于雷达的探测距离，确定每个车位对应的检测频点；由于频点与能量值具有一一对应的关系，因此可以进一步获取所述检测频点对应的能量值；

3计算检测频点对应的能量值与该频点的基准能量值之间的能量差，若所述能量差的绝对值大于预设能量阈值时，则判断该车位停有车辆，检测状态为1，否则无车辆停靠，检测状态为0。

进一步的，光电图像处理模块将光电与雷达分机的检测数据进行融合，其具体步骤为：

光电图像处理模块根据光电与雷达的检测状态和权值信息，融合计算各车位的最终检测结果，判断车位的停车状态。

根据上述技术方案，本发明的有益效果为：

1、本发明设计的车位检测系统采用基于光电与雷达复合的车位检测方法，弥补单一技术的缺陷与不足，形成优势互补，有效实现对路边和地面停车场车位的自动检测功能；

2、本发明设计的车位检测系统能够全天时、全天候地同时对多个车位进行自动检测；

3、本发明施工简单，维护方便，能够实现检测区域的可视化，具有一定的抗干扰性能。

附图说明

图1光电与雷达复合车位检测系统组成框图

图2光电与复合雷达复合车位检测系统示意图

图3光电与雷达复合车位检测系统的产品试验图

图4光电分机成像图像数据

图5光电与雷达复合车位检测系统的检测效果图

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式进行详细说明。

一种光电与雷达复合车位检测系统，主要包括光电图像处理模块、雷达分机模块和上位机模块，如图1所示，具体为：

光电图像处理模块，主要用于光电式自动车位的检测，并与上位机模块和雷达分机模块进行数据通信。

光电图像处理模块包括接收单元、光电传感器、车位检测单元。

首先，通过接收单元接收上位机模块发送的参数配置信息；其次，通过光电传感器对检测区域进行实时成像，获得检测区域的图像数据，并发送到用于图像处理的车位检测单元来判断各车位是否停有车辆；第三，通过接收单元接收雷达分机模块发送的雷达分机模块的车位检测结果，并与光电光电传感器的车位检测结果进行融合，将融合后车位检测结果、车位区域图像、车位取证图像、雷达谱信息等数据传输给上位机模块。

雷达分机模块，主要用于雷达自动车位的检测，并将车位检测结果传输给光电图像处理模块。雷达分机模块包括雷达探测传感器

首先，雷达探测传感器对检测区域发射/接收雷达波，利用雷达测距功能，反演得到检测区域下的能量值；其次，将检测区域的能量值发送到雷达车位检测单元来判断各车位是否停有车辆；第三，将检测结果发送给光电图像处理模块，从而作为与光电分机检测结果融合决策的主要依据。

上位机模块，主要用于对光电车位检测与雷达车位检测的参数设置，以及对检测结果保存与显示，并输出显示融合后的最终的车位检测结果。首先，采用人机交互模式将参数配置信息发送给光电图像处理模块；其次，上位机模块分别接收光电图像处理模块发送的光电车位检测结果与雷达分机模块发送的车位检测结果；第三，接收光电图像处理模块发送的实时图像、车位取证图像、雷达谱信息和融合检测结果，并将检测结果保存和显示，实时图像数据和雷达谱信息数据可实现实时显示，并通过自选进行保存。

本发明具体实现过程如下：

1.将车位检测系统安装在路灯杆或车位检测的专用器材上，如图2、图3所示；

2.光电图像处理模块根据成像器获取的图像数据，采用图像处理技术实现光电图像处理模块的自动车位检测，获取各停车位状态，其具体步骤为：

2.1接收上位机发送的参数配置信息；

2.2通过光电传感器获取图像数据，上传至上位机，其图像数据如图4所示；

2.3人工划定图像数据中各车位的待处理区域；

2.4计算相邻帧图像之间待处理区域的灰度纹理差值，若所述差值的绝对值大于预设的灰度纹理阈值时，则判断该车位停有车辆，检测状态为1，否则判断该车位无车辆停靠，检测状态为0。

3.雷达分机模块通过雷达探测传感器，发射和接收雷达波，实现雷达自动车位检测，获取各停车位状态，其具体步骤为：

3.1雷达探测传感器对检测区域发射/接收雷达波，利用雷达测距功能，反演得到检测区域下的能量值；

3.2根据车位相对于雷达的探测距离，确定每个车位对应的检测频点；由于频点与能量值具有一一对应的关系，因此可以进一步获取所述检测频点对应的能量值；

3.3计算检测频点对应的能量值与该频点的基准能量值之间的能量差，若所述能量差的绝对值大于预设能量阈值时，则判断该车位停有车辆，检测状态为1，否则无车辆停靠，检测状态为0。

4.将雷达分机获取的各车位停靠状态信息发送至光电图像处理模块，光电图像处理模块保存雷达分机的处理结果和频谱能量变化信息，并作为决策融合的依据。

5.光电图像处理模块将光电与雷达分机的检测数据进行有效融合，判断确认最终的停车位状态，其具体步骤为：

5.1光电图像处理模块根据光电与雷达的检测置信度和权值信息，融合计算各车位的最终检测结果，判断车位的停车状态。

S_i＝t_i×T_i+r_i×R_i

式中，i表示第i个车位，S_i为车位的状态特征值，t_i是光电图像处理模块的权值系数，T_i为光电图像处理模块的检测状态，r_i是雷达分机模块的权值系数，R_i为雷达分机模块的检测状态。若车位的状态特征值大于状态阈值f，则判断该车位有车，否则判断该车位无车。

5.2光电图像处理模块向上位机模块传送实时图像、车位取证图像、雷达谱信息和融合检测结果。

6.上位机模块接收实时图像、车位取证图像、雷达谱信息和融合检测结果，并将融合检测结果进行保存和显示，实时图像数据和雷达谱信息数据可实时显示，并通过自选进行保存。检测结果如图5所示，深色方框表示该车位有车，浅色方框表示该车位无车。

与现有车位检测技术相比，本发明设计的车位检测系统对光电与雷达车位检测技术进行决策级融合，弥补单一技术由于自身成像或结构性能等原因产生的缺陷与不足，使两者的性能达到最优，有效提高了车位检测的准确性和适应性，从而达到停车导引和车位管理的目的。本发明具有可视性、安装和维护简单、性价比高等特点，且不受天气和时段的影响，可以全天时、全天候地检测多个车位状态。

上述具体实施方式仅用于解释和说明本发明的技术方案，但并不能构成对权利要求的保护范围的限定。本领域技术人员应当清楚，在本发明的技术方案的基础上做任何简单的变形或替换而得到的新的技术方案，均将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光电与雷达复合车位检测系统，其特征在于，所述系统包括光电图像处理模块、雷达分机模块和上位机模块，其中

光电图像处理模块，用于对检测区域进行实时成像，并得到车位检测结果；接收雷达分机模块的车位检测结果，并与光电光电传感器的车位检测结果进行融合；将融合后车位检测结果传输给上位机模块；

雷达分机模块，用于雷达自动车位的检测，并将车位检测结果传输给光电图像处理模块；

上位机模块，用于对光电车位检测与雷达车位检测进行参数设置，对检测结果进行保存与显示，并输出显示融合后的最终的车位检测结果。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，光电图像处理模块包括接收单元、光电传感器、车位检测单元、融合单元和光电发送单元。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，通过接收单元接收上位机模块发送的参数配置信息；通过光电传感器对检测区域进行实时成像，获得检测区域的图像数据，并发送到用于图像处理的车位检测单元来判断各车位是否停有车辆；所述融合单元通过接收单元接收雷达分机模块发送的雷达分机模块的车位检测结果，并与光电光电传感器的车位检测结果进行融合；光电发送单元，用于将融合后车位检测结果、车位区域图像、车位取证图像、雷达谱信息等数据传输给上位机模块。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，雷达分机模块包括雷达探测传感器、雷达车位检测单元和雷达发送单元。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，雷达探测传感器对检测区域发射/接收雷达波，利用雷达测距功能，反演得到检测区域下的能量值；雷达探测传感器将检测区域的能量值发送到雷达车位检测单元来判断各车位是否停有车辆；雷达发送单元，将检测结果发送给光电图像处理模块。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，上位机模块包括上位机发送单元、上位机接收单元、存储单元和显示单元。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，上位机发送单元，将参数配置信息发送给光电图像处理模块；上位机接收单元分别接收光电图像处理模块发送的光电车位检测结果与雷达分机模块发送的车位检测结果，以及光电图像处理模块发送的实时图像、车位取证图像、雷达谱信息和融合检测结果；存储单元，用于保存检测结果；显示单元，用于显示最终的检测结果。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，光电图像处理模块得到车位检测结果的具体判断方法为：

计算待检测区域中相邻帧图像之间待处理区域的灰度纹理差值，若所述差值的绝对值大于预设的灰度纹理阈值时，则判断该车位停有车辆，检测状态为1，否则判断该车位无车辆停靠，检测状态为0。

9.如权利要求1-8中任一项所述的系统，其特征在于，雷达分机模块得到车位检测结果的具体判断方法为：

9.1雷达探测传感器对检测区域发射/接收雷达波，利用雷达测距功能，反演得到检测区域下的能量值；

9.2根据车位相对于雷达的探测距离，确定每个车位对应的检测频点；由于频点与能量值具有一一对应的关系，因此可以进一步获取所述检测频点对应的能量值；

9.3计算检测频点对应的能量值与该频点的基准能量值之间的能量差，若所述能量差的绝对值大于预设能量阈值时，则判断该车位停有车辆，检测状态为1，否则无车辆停靠，检测状态为0。

10.如权利要求1-9中任一项所述的系统，其特征在于，光电图像处理模块将光电与雷达分机的检测数据进行融合，其具体步骤为：

光电图像处理模块根据光电与雷达的检测状态和权值信息，融合计算各车位的最终检测结果，判断车位的停车状态。