CN111627253A - 一种利用摄像头主动引导停车的防撞系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用摄像头主动引导停车的防撞方法，包括以下步骤：摄像头在获取到触发指令后连续获取摄像区域的多张判断图像，其中摄像区域包括洗车停车区域；判断图像输入训练好的车辆获取模型得到其内的车辆以及车辆坐标信息，若检测到有车辆，比对该车辆的车辆坐标信息与洗车停车区域对应的边界坐标信息，若车辆坐标信息和边界坐标信息接近，判断车辆即将超出洗车停车区域，并引导车辆停车，利用装载在无人洗车机上的摄像头引导待洗车辆在超出设定停车区域时主动停车。

Description

一种利用摄像头主动引导停车的防撞系统及方法

技术领域

本发明涉及无人洗车机领域，特别涉及一种利用摄像头主动引导停车的防撞系统及方法。

背景技术

无人洗车机，指的是全程无需洗车人员参与洗车的洗车机器，其最大的特点就是用智能设备取代传统的洗车人力，具有洗车效率高、洗车成本低等特点。目前市面上常规的无人洗车机的洗车使用过程如下：待洗车辆自主付费后，行驶进行无人洗车机的停车区域内，无人洗车机内的洗车设备被触发以设定洗车规则清洗待洗车辆。

然而，目前无人洗车机在实际运行过程中出现了一些亟待解决的技术问题：1.待洗车辆自行行驶进入无人洗车机的过程中可能会不慎碰撞无人洗车机，进而导致无人洗车机损坏。无人洗车机内的洗车设备均是被智能控制的精密设备，这些精密设备一旦被车辆碰撞后就容易出现不可恢复的损坏，进而加大了无人洗车机的运营成本；待洗车辆在无人指导的情况下自行行驶进入停车区域的过程也是难以把控的，进而使得车辆碰撞事件的概率大幅度提高。2.某些待洗车辆在无人洗车机内洗车完毕后依旧滞留在停车区域，导致运营资源的浪费。无人洗车机往往设置在路边或者停车场内，有些车辆在找不到合适的停车位的情况下就有可能会把车辆长时间停在无人洗车机内，从而导致其他正常车辆无法进入该无人洗车机内进行洗车服务。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用摄像头主动引导停车的防撞系统及方法，该防撞系统被应用在无人洗车机上，起到防止待洗车辆碰撞无人洗车机的效果；该系统结合利用装载在无人洗车机上的摄像头引导待洗车辆在超出设定停车区域时主动停车，且该系统可利用摄像头监测管理无端占用设定停车区域的车辆，以更优化无人洗车机的实际运行效果。

为实现以上目的，本技术方案提供一种利用摄像头主动引导停车的防撞方法，应用在无人洗车机上，其中无人洗车机至少包括洗车轨道，置于洗车轨道上的洗车机主体以及控制主机，洗车机主体上设置有摄像头，洗车轨道上设有停车线以及洗车停车区域，包括以下步骤：

步骤S1：摄像头在获取到触发指令后连续获取摄像区域的多张判断图像，其中摄像区域包括洗车停车区域；

步骤S2：判断图像输入训练好的车辆获取模型得到其内的车辆以及车辆坐标信息，若检测到有车辆执行步骤S3；

步骤S3：比对该车辆的车辆坐标信息与洗车停车区域对应的边界坐标信息，若车辆坐标信息和边界坐标信息接近，判断车辆即将超出洗车停车区域，并引导车辆停车。

根据本发明的另一方面，提供一种利用摄像头主动引导停车的防撞系统，至少包括：摄像模块，其中摄像模块联通摄像头获取摄像头拍摄的判断图像；控制模块，其中控制模块和控制主机联通，以获取各类指令信息；分析模块，其中分析模块内置车辆获取模型并联通摄像模块，以分析判断图像中的车辆及车辆坐标信息；判断模块，其中判断模块联通分析模块获取车辆及车辆坐标信息，且判断模块内置洗车停车区域的边界坐标信息以及判断标准，依据判断标准判断车辆是否即将超出洗车停车区域；执行模块，其中执行模块联通判断模块，当即车辆是否即将超出洗车停车区域，执行模块触发执行动作。

相较现有技术，本技术方案具有以下的特点和有益效果：1.装载在无人洗车机的摄像头在获取到触发指令后获取设定摄像区域内的照片，在没有获取到触发指令时始终处于休眠状态，降低了无人洗车机的运行成本；2.通过车辆判别模型结合停车区域的坐标值，智能判断待洗车辆在行前过程中是否超过停车区域，若超过停车区域则及时引导车辆停车；3.在洗车完毕后通过车辆判别模型识别已洗车辆的坐标值，智能判断已洗车辆是否无端占据该无人洗车机的洗车位，实现对此类情况的监控和管理。

附图说明

图1是运行本发明的防撞系统和方法的无人洗车机的示意图。

图2是根据本发明的利用摄像头主动引导停车的防撞系统的流程示意图。

1-停车线，2-洗车停车区域，3-摄像头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

本方案提供一种利用摄像头主动引导停车的防撞系统及方法，该防撞系统被应用在无人洗车机上，起到防止待洗车辆不慎碰撞无人洗车机内洗车设备的效果，即，该防撞系统可及时监控待洗车辆即将超过指定洗车停车区域的情况，并对该情况作出相应的制止动作，从而起到防撞的作用效果。

如图1所示，运营该防撞系统的无人洗车机的结构被展示。该无人洗车机包括洗车轨道，置于该洗车轨道上的洗车机主体以及控制主机，其中洗车机主体形成洗车腔室，洗车机主体上设置有各类被控制主机控制的洗车组件以及摄像头3，其中摄像头3的摄像方向朝向洗车腔室内；其中洗车轨道上至少设有停车线1以及洗车停车区域2，洗车停车区域2位于洗车腔室内并置于摄像头3的摄像区域内，洗车停车区域2以及停车线1可选择以可视化的形式展示也可选择以不可视的形式展示。值得一提的是，关于无人洗车机的其他结构不予介绍，本方案提供的防撞系统可被运行加载到市面上多类型的常规无人洗车机上，具有应用场景多的优势。

符合以上所述条件的无人洗车机上加载本方案提供的防撞系统，以运行本方案提供的防撞方法。具体的，本方案提供一种利用摄像头主动引导停车的防撞方法，包括以下步骤：

步骤S1：摄像头3在获取到触发指令后连续获取摄像区域的多张判断图像；

步骤S2：判断图像输入训练好的车辆获取模型得到其内的车辆以及车辆坐标信息；

步骤S3：若在步骤S2中检测到有车辆，比对该车辆的车辆坐标信息与洗车停车区域2对应的边界坐标信息，若车辆坐标信息和边界坐标信息接近，判断车辆即将超出洗车停车区域2，并引导车辆停车。

在步骤S1中，无人洗车机上对应停车线1的位置设有红外传感器，红外传感器信号联通于摄像头3，当红外传感器检测到有异物阻挡停车线1则传送触发指令给摄像头3，摄像头3在获取到触发指令后执行步骤S1。

具体的，红外传感器朝向停车线1所在的位置发射红外光线，若在设定时间后未接受到反馈的红外光线的话，则红外传感器传送触发指令给摄像头3。优选地，两个红外传感器分别设置在无人洗车机两边侧柱且靠近洗车轨道设置，通过这样的方式避免了非车辆类异物引起的触发指令，比如飞入的塑料袋可能引起的触发指令，节约运营成本。

摄像头3被固定在无人洗车机上，其获取的摄像区域也是固定的，获取的摄像区域内含有洗车停车区域，也就是说，摄像头3获取的判断图像中的洗车停车区域2是固定的。且在本方案中，洗车停车区域的边界坐标信息被预存设定获取。

步骤S2中，车辆获取模型的构建和训练过程如下；

数据准备：对标注图像进行标注，标注信息为车辆的包围框以及标注的类别，即(cj,xj,yj,wj,hj)，其中cj表示包围框的类别,若有车辆的话,cj为1，若无车辆的话，cj为0，xj,yj表示包围框左上角顶点的坐标，wj,hj表示包围框的宽和高，将标注数据样本按照8:1:1划分为训练集、验证集、测试集；

网络结构设计：

算法采用多尺度结构的卷积神经网络，主干网络由残差模块构成，对网络特征通道分离与通道混洗，在主干网络的基础上采用自上而下的特征金字塔结构，并加入自上而下的上采样操作，构造多个层的深层特征与浅层特征信息融合，从而获取较优的特征，筛选不同大小的候选框，最后保留最优结果；

网络采用swish激活函数，

训练：输入图像大小设置为416*416，设置输入最小批量数据值为64，学习率为10-3，采用Adam梯度下降策略进行优化学习；

模型测试：输入测试数据，输出包围框信息(c，x，y，w，h)。

其中标注图像为摄像头3拍摄的拍摄图像，其中部分标注图像中含有车子，部分标注图像中不含车子；且，车子所在的包围框的坐标信息和洗车停车区域的边界坐标信息共用同一坐标系。

在本方案的另一实施例中，在步骤S2之后包括步骤A：若连续多张判断图像内对应的车辆坐标信息未变动，则触发无人洗车机开始洗车任务且传送停止指令给摄像头3，摄像头3在获取停止指令后停止获取摄像区域的判断图像。

通过这样的方式，本方案提供的防撞方法不仅仅可以判断车辆是否超出洗车停车区域，还可智控触发无人洗车机的洗车任务，起到降低运营成本的效果。在本方案中，摄像头3在获取触发指令后开始工作且在获取停止指令后停止工作，其余时间处于休眠状态，也起到降低运营成本的效果。

步骤S3中，车辆所在包围框的任一坐标值接近洗车停车区域2的边界坐标值，都判断车辆即将超出洗车停车区域2。其中在步骤S3中，引导车辆停车的方式有多种：

1.在无人洗车机的洗车停车区域2的边界位置所在的框位设置智控伸缩的阻挡板，当车辆即将超出洗车停车区域2时，阻挡板收到阻挡指令后伸出，以阻挡行驶车辆：

在这种情况下，洗车轨道上对应洗车停车区域2的边界位置预设有和控制主机联通的阻挡板，其中阻挡板设计为伸缩板的结构。

2.在无人洗车机上设置高分比发声组件，当车辆即将超出洗车停车区域2时，发声组件发出警报声响。

3.在无人洗车机的洗车腔室内设置伸缩的阻挡件，其中阻挡件可伸缩地隐藏在洗车腔室内，当车辆即将超出洗车停车区域2时，阻挡件伸出并置于洗车腔室内，智能车辆自动停车。

该设置方式适用于自带智能制动功能的高级车辆，此类车辆在检测到车辆周边有障碍物时会自动制动，本方案通过在高级车辆边侧产生阻挡件的方式来主动引导汽车停车。

值得一提的是，其上提到的引导车辆停车的方式可单一也可组合存在，若检测到车型为高级车辆时即可触发第三种停车方式。在本方案中车辆的类型也可以通过步骤S2的车辆获取模型获取得到的。

另外，不同于部分现有技术通过接入汽车的主控系统来引导汽车停车的方式，本方案不需要接入汽车的主控系统，以保证每辆车辆以及车主的私人信息安全。

在本方案的另一实施例中，本方案提供的防撞方法不仅仅可实现预警防撞，还可以智能判断已洗车辆是否无端占据该无人洗车机的洗车位。

对应的，本方案提供的利用摄像头主动引导停车的防撞方法进一步包括以下步骤：

S4:当无人洗车机完成洗车任务后传输触发指令给摄像头3，在获取到触发指令后连续获取摄像区域的多张判断图像；

S5：判断图像输入训练好的车辆获取模型得到其内的车辆以及车辆坐标信息，比如连续多张判断图像中的车辆的坐标信息是否变动且变动是否符合设定规则，若连续多张判断图像车辆的坐标信息显示车辆在退出洗车停车区域，则判断该车辆未占据洗车位。

在步骤S5当中，不需要比对车辆坐标信息和边界坐标信息，仅仅比对连续判断中的车辆坐标信息是否变动，若变动则表明该车辆在移动；若后一张判断图像中的车辆坐标信息相较前一张判断图像中的车辆坐标信息靠近无人洗车机的入口端方向，则表明该车辆在退出该无人洗车机的过程中。否之，则判断该车辆存在无端占用洗车位的嫌疑，对其进行监控管理。

另外，在车辆退出无人洗车机的过程中也可重复执行步骤S1到S3，以避免车辆在退出无人洗车机的过程中碰撞无人洗车机。

相对应的，本方案提供一种利用摄像头主动引导停车的防撞系统，该系统至少包括：

摄像模块，其中摄像模块联通摄像头3获取摄像头3拍摄的判断图像；

控制模块，其中控制模块和控制主机联通，以获取各类指令信息；

分析模块，其中分析模块内置车辆获取模型并联通摄像模块，以分析判断图像中的车辆及车辆坐标信息；

判断模块，其中判断模块联通分析模块获取车辆及车辆坐标信息，且判断模块内置洗车停车区域2的边界坐标信息以及判断标准，依据判断标准判断车辆是否即将超出洗车停车区域2；

执行模块，其中执行模块联通判断模块，当即车辆是否即将超出洗车停车区域2,执行模块触发执行动作。

另外，判断模块内设有各类判断标准，在一些实施例中，判断模块还可判断车辆是否无端占用洗车位，此时判断标准为：连续多张判断图像中的车辆的坐标信息是否变动且变动是否符合设定规则，若连续多张判断图像车辆的坐标信息显示车辆在退出洗车停车区域，则判断该车辆未占据洗车位。

关于防撞系统的内容介绍可参考其上防撞方法的介绍内容，在此不做过多的说明。

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 (10)

1.一种利用摄像头主动引导停车的防撞方法，应用在无人洗车机上，其中无人洗车机至少包括洗车轨道，置于洗车轨道上的洗车机主体以及控制主机，洗车机主体上设置有摄像头，洗车轨道上设有停车线以及洗车停车区域，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：摄像头在获取到触发指令后连续获取摄像区域的多张判断图像，其中摄像区域包括洗车停车区域；

步骤S2：判断图像输入训练好的车辆获取模型得到其内的车辆以及车辆坐标信息，若检测到有车辆执行步骤S3；

步骤S3：比对该车辆的车辆坐标信息与洗车停车区域对应的边界坐标信息，若车辆坐标信息和边界坐标信息接近，判断车辆即将超出洗车停车区域，并引导车辆停车；

其中车辆获取模型的构建和训练过程如下：

数据准备：对标注图像进行标注，标注信息为车辆的包围框以及标注的类别，即(cj,xj,yj,wj,hj)，其中cj表示包围框的类别,若有车辆的话,cj为1，若无车辆的话，cj为0，xj,yj表示包围框左上角顶点的坐标，wj,hj表示包围框的宽和高；

网络结构设计：

算法采用多尺度结构的卷积神经网络，主干网络由残差模块构成，对网络特征通道分离与通道混洗，在主干网络的基础上采用自上而下的特征金字塔结构，并加入自上而下的上采样操作，构造多个层的深层特征与浅层特征信息融合，从而获取较优的特征，筛选不同大小的候选框，最后保留最优结果；

网络采用swish激活函数，

训练：采用Adam梯度下降策略进行优化学习。

2.根据权利要求1所述的利用摄像头主动引导停车的防撞方法，其特征在于，无人洗车机上对应停车线的位置设有红外传感器，红外传感器信号联通于摄像头，当红外传感器检测到有异物阻挡停车线则传送触发指令给摄像头。

3.根据权利要求1所述的利用摄像头主动引导停车的防撞方法，其特征在于，在步骤S2之后包括步骤A：若连续多张判断图像内对应的车辆坐标信息未变动，则触发无人洗车机开始洗车任务且传送停止指令给摄像头，摄像头在获取停止指令后停止获取摄像区域的判断图像。

4.根据权利要求1所述的利用摄像头主动引导停车的防撞方法，其特征在于，无人洗车机的洗车停车区域的边界位置所在的框位设置智控伸缩的阻挡板，当车辆即将超出洗车停车区域时，阻挡板收到阻挡指令后伸出，以阻挡行驶车辆。

5.根据权利要求1所述的利用摄像头主动引导停车的防撞方法，其特征在于，无人洗车机上设置发声组件，当车辆即将超出洗车停车区域时，发声组件发出警报声响。

6.根据权利要求1所述的利用摄像头主动引导停车的防撞方法，其特征在于，当步骤S2检测到车辆的类型为带有自动制动功能的车型后，采用以下方式进行停车引导：无人洗车机的洗车腔室内设置伸缩的阻挡件，其中阻挡件可伸缩地隐藏在洗车腔室内，当车辆即将超出洗车停车区域时，阻挡件伸出并置于洗车腔室内。

7.根据权利要求1所述的利用摄像头主动引导停车的防撞方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：

S4:当无人洗车机完成洗车任务后传输触发指令给摄像头，在获取到触发指令后连续获取摄像区域的多张判断图像；

S5：判断图像输入训练好的车辆获取模型得到其内的车辆以及车辆坐标信息，比如连续多张判断图像中的车辆的坐标信息是否变动且变动是否符合设定规则，若连续多张判断图像车辆的坐标信息显示车辆在退出洗车停车区域，则判断该车辆未占据洗车位。

8.根据权利要求7所述的利用摄像头主动引导停车的防撞方法，其特征在于，若后一张判断图像中的车辆坐标信息相较前一张判断图像中的车辆坐标信息靠近无人洗车机的入口端方向，则表明该车辆在退出该无人洗车机的过程中。

9.一种利用摄像头主动引导停车的防撞系统，其特征在于，至少包括：

摄像模块，其中摄像模块联通摄像头获取摄像头拍摄的判断图像；

控制模块，其中控制模块和控制主机联通，以获取各类指令信息；

分析模块，其中分析模块内置车辆获取模型并联通摄像模块，以分析判断图像中的车辆及车辆坐标信息；

判断模块，其中判断模块联通分析模块获取车辆及车辆坐标信息，且判断模块内置洗车停车区域的边界坐标信息以及判断标准，依据判断标准判断车辆是否即将超出洗车停车区域；

执行模块，其中执行模块联通判断模块，当即车辆是否即将超出洗车停车区域，执行模块触发执行动作。

10.根据权利要求9所述的利用摄像头主动引导停车的防撞系统，其特征在于，判断模块判断车辆是否无端占用洗车位，此时判断标准为：连续多张判断图像中的车辆的坐标信息是否变动且变动是否符合设定规则，若连续多张判断图像车辆的坐标信息显示车辆在退出洗车停车区域，则判断该车辆未占据洗车。

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