CN115100761A - 一种基于机器视觉的地锁车机联动装置及方法 - Google Patents

一种基于机器视觉的地锁车机联动装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种基于机器视觉的地锁车机联动装置，所述联动装置包括地锁相机、地锁挡板、步进电机、重力感应模块、扬声器、工作指示灯及4g模块，所述联动装置还包括边缘计算模块，边缘计算模块设置于锂电池一侧，地锁相机设置于地锁挡板中央，工作指示灯位于地锁相机一侧，扬声器位于地锁底部，边缘计算模块控制步进电机控制地锁挡板升起或落下，本方案采用机器视觉技术与智能停车技术相结合，通过深度学习技术检测车位绑定汽车，代替了用户手动关闭车锁步骤，通过边缘计算技术，告知用户汽车底部状况和车位情况，提升用户体验度的同时，增加汽车使用安全性。

Description

一种基于机器视觉的地锁车机联动装置及方法
技术领域
本发明属于智能停车技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的地锁车机联动装置及方法。
背景技术
随着汽车保有量的增加，固定车位的重要性越来越凸显。大多数车主为了更方便的工作、生活，往往租赁或购买固定车位。现有的地锁多采用机械式手动开锁，需要下车开锁后，重新上车驶入车位，费时费力。现有的蓝牙地锁也需用户手动控制蓝牙设备，无法智能实现地锁关闭开启，更无法对锁坏地锁、占用车位等行为发出警报和提醒。因此，寻找一种智能车位地锁方便用户快捷停车，对提升车主驾驶体验具有积极意义。本系统可在地下停车场、露天停车场实现自动智能开启、关闭地锁，采用视觉技术与边缘计算技术，实现车位有效监控和管理，同时检测车辆底部状况，对解决停车时费时费力开关地锁的痛点具有重要意义。
发明内容
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于机器视觉的地锁车机联动装置，所述联动装置包括地锁相机、地锁挡板、步进电机、重力感应模块、扬声器、工作指示灯及4g模块，所述联动装置还包括边缘计算模块，边缘计算模块设置于锂电池一侧，地锁相机设置于地锁挡板中央，工作指示灯位于地锁相机一侧，扬声器位于地锁底部，边缘计算模块控制步进电机控制地锁挡板升起或落下。
基于上述技术方案，本方案采用边缘计算模块直接控制电机，实现了图像处理与电机控制采用同一个开发板，优势在于无需将控制电机指令传输到其他模块如电路控制盒，直接在边缘计算模块发送电机控制信号，速度快(图像处理算法与电机控制算法在同一个硬件上处理)，且节省安装空间(无电路控制盒)。
作为本发明的一种改进，地锁挡板落下后地锁相机镜头朝上，无线充电面板位于地锁挡板升起状态下地锁相机前下方，无线充电面板位于地锁挡板升起状态下地锁相机后下方。
作为本发明的一种改进，采用锂电池作为电源模块，采用太阳能充电或无线充电技术为电源模块补充能源。
基于上述技术方案，露天工作时可利用太阳能充电，辅以无线充电技术，极大利用清洁能源，同时减少充电次数，方便用户使用，在地下停车场工作时采用无线充电技术，方便插拔，使用户具有较好充电体验。
作为本发明的一种改进，电量低于％10后，工作指示灯闪烁黄灯，电量充满后工作指示灯绿灯常亮，正常工作时循环显示绿色呼吸灯。
作为本发明的一种改进，一种使用权利要求1至5任意一项所述的基于机器视觉的地锁车机联动装置实现的地锁车机联动方法，所述方法包括以下步骤：
1)车机上传待绑定或待更新车牌信息至服务器，服务器将车牌信息通过4g模块下发至地锁，边缘计算模块通过4g模块接受绑定后的汽车定位，当汽车位置位于地锁一定距离时，地锁相机启动，边缘计算模块控制步进电机，将地锁挡板放下；
2)重力感应模块检测地锁震动超过阈值时启动地锁相机，启动地锁相机后上传最近30秒拍摄视频，工作指示灯闪烁红灯，同时扬声器语音播报提醒，若检测出车牌号码与地锁绑定号码不符，且车牌检测框面积在图像中超过设定阈值，工作指示灯闪烁红灯，则扬声器语播报音提醒。
3)汽车定位离开地锁区域后，地锁相机启动，检测无车机底部图像时，边缘计算模块控制步进电机升起地锁挡板，若检测仍有车机底部图像时，工作指示灯闪烁红灯，扬声器语播报音提醒，工作指示灯和扬声器持续工作，同时通过4g模块发送消息至服务器，服务器将检测信息发送至用户手机和车机端。
4)发送至相应消息后，每半小时启动地锁相机，若检测出无车机底部图像时，边缘计算模块控制步进电机升起地锁挡板升起，4g模块发送至消息至服务器，服务器将检测信息发送至用户手机和车机端，若检测仍有车机底部图像时，工作指示灯和扬声器继续工作。
基于上述技术方案，基于深度学习机器视觉技术实现地锁识绑定汽车，采用物联网技术通过4g模块实现地锁防盗、防损坏，通过边缘计算实现地锁在目标车辆来车时自动开启或车辆离去后自动关闭，采用物联网技术与机器视觉技术取代传统的手动开锁和蓝牙开锁，并且实现汽车底盘检测，提升用户舒适度，不仅提升汽车安全性、产品安全防盗性，还考虑到地锁在露天车位、地下车位使用情况，采用太阳能充电和无线充电双充电模式，经济耐用，防水防潮，进一步提升产品竞争力。
作为本发明的一种改进，步骤1)中边缘计算模块采用Faster-RCNN检测车牌信息，匹配地锁绑定车牌信息后启动步进电机，将地锁挡板放下。
作为本发明的一种改进，地锁挡板放下后地锁相机继续工作，边缘计算模块采用Faster-RCNN检测车底是否有有部件外壳破损或漏油情况，若无异常，通过4g模块发送至“无异常”消息至服务器，若有异常，通过4g模块发送至图片至服务器，服务器将检测信息发送至用户手机和车机端。
基于上述技术方案，通过汽车停好后，地锁摄像头正对汽车底部，此时拍摄彻底图片采用Faster-RCNN算法检测车底是否有部件外壳损坏或漏油等情况。
相对于现有技术,本发明的有益效果为：本方案采用机器视觉技术与智能停车技术相结合，通过深度学习技术检测车位绑定汽车，代替了用户手动关闭车锁步骤，通过边缘计算技术，告知用户汽车底部状况和车位情况，提升用户体验度的同时，增加汽车使用安全性，通过物联网技术与视觉技术结合，实心地锁装置自动开启，提升了产品可用性的同时，其具有的防盗、防损坏功能，增加了产品的市场竞争优势。
附图说明
图1是本发明一实施方式的地锁车机联动装置的结构示意图。
图2是本发明一实施方式的地锁结构示意图一。
图3是本发明一实施方式的地锁结构示意图二。
图4是本发明一实施方式的地锁车机联动装置的工作流程图。
附图标识列表：工作指示灯1，地锁相机2，地锁挡板3，无线充电面板4，太阳能充电面板5，锂电池6，边缘计算模块7，重力感应模块8，4g模块9，扬声器10，步进电机11。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例：如图1-3所示的基于机器视觉地锁车机联动装置，包括包括地锁相机2，地锁挡板3，步进电机11，重力感应模块8，扬声器10，工作指示灯1，4g模块9，边缘计算模块7，地锁相机2位于地锁挡板3中央，工作指示灯1位于地锁相机2旁，扬声器10位于地锁底部，步进电机11位于扬声器10旁，锂电池6位于步进电机11旁，边缘计算模块7位于锂电池6旁。
本实施例的一个具体应用为，边缘计算模块7，边缘计算模块7采用Jetson TX2开发板，类似于电脑主板，连接有4g模块9，边缘计算模块7控制步进电机11实现地锁挡板3升起和落下。
地锁挡板3落下后地锁相机2镜头朝上，无线充电面板4位于地锁挡板3升起状态下地锁相机2前下方，无线充电面板4位于地锁挡板3升起状态下地锁相机2后下方。
采用锂电池6作为电源模块，采用太阳能充电或无线充电技术为电源模块补充能源，露天工作时可利用太阳能充电，辅以无线充电技术，极大利用清洁能源，同时减少充电次数，方便用户使用，在地下停车场工作时采用无线充电技术，方便插拔，使用户具有较好充电体验。
电量低于％10后，工作指示灯1闪烁黄灯，电量充满后工作指示灯1绿灯常亮，正常工作时循环显示绿色呼吸灯。
参阅图4，车机上传待绑定或待更新车牌信息至服务器，服务器将车牌信息通过4g模块9下发至地锁，边缘计算模块7通过4g模块9接受绑定后的汽车定位，当汽车位置位于地锁一定距离时，地锁相机2启动，边缘计算模块7采用Faster-RCNN检测车牌信息，匹配地锁绑定车牌信息后启动步进电机11，将地锁挡板3放下。
地锁挡板3放下后地锁相机2继续工作，边缘计算模块7采用Faster-RCNN检测车底是否有有部件外壳破损、漏油等情况。若无异常，通过4g模块9发送至“无异常”消息至服务器，若有异常，通过4g模块9发送至图片至服务器，服务器将检测信息发送至用户手机和车机端。
重力感应模块8由重力感应器构成，重力感应模块8检测地锁震动，震动超过阈值时启动地锁相机2，启动地锁相机2后上传最近30秒拍摄视频，工作指示灯1闪烁红灯，同时扬声器10语播报音提醒：“私人地锁，请勿损坏”，检测出车牌但车牌号码与地锁绑定号码不符，且车牌检测框面积在图像中超过设定阈值，工作指示灯1闪烁红灯，则扬声器10语播报音提醒：“私人车位，请勿停车”。
汽车定位离开地锁区域后，地锁相机2启动，检测无车机底部图像时，边缘计算模块7控制步进电机11升起地锁挡板，检测仍有车机底部图像时，工作指示1灯闪烁红灯，扬声器10语播报音提醒：“私人车位，请勿占用”，工作指示灯1和扬声器10持续工作3分钟，同时通过4g模块9发送“车位被占用”消息至服务器，服务器将检测信息发送至用户手机和车机端。
发送至“车位占用”消息后，每半小时启动地锁相机2，若检测出无车机底部图像时，边缘计算模块7控制步进电机11升起地锁挡板3升起，4g模块9发送至“车位已上锁”消息至服务器，服务器将检测信息发送至用户手机和车机端，若检测仍有车机底部图像时，工作指示灯1和扬声器10继续按权利要求9中工作。
需要说明的是，以上内容仅仅说明了本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，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和润饰，这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于机器视觉的地锁车机联动装置，所述联动装置包括地锁相机(2)、地锁挡板(3)、步进电机(11)、重力感应模块(8)、扬声器(10)、工作指示灯(1)及4g模块(9)，其特征在于，所述联动装置还包括边缘计算模块(7)，边缘计算模块(7)设置于锂电池(6)一侧，地锁相机(2)设置于地锁挡板(3)中央，工作指示灯(1)位于地锁相机(2)一侧，扬声器(10)位于地锁底部，边缘计算模块(7)控制步进电机(11)控制地锁挡板(3)升起或落下。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的地锁车机联动装置，其特征在于，地锁挡板(3)落下后地锁相机(2)镜头朝上，无线充电面板(4)位于地锁挡板(3)升起状态下地锁相机(2)前下方，无线充电面板(4)位于地锁挡板(3)升起状态下地锁相机(2)后下方。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的地锁车机联动装置，其特征在于，采用锂电池(6)作为电源模块，采用太阳能充电或无线充电技术为电源模块补充能源。
4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的地锁车机联动装置，其特征在于，电量低于％10后，工作指示灯(1)闪烁黄灯，电量充满后工作指示灯(1)绿灯常亮，正常工作时循环显示绿色呼吸灯。
5.一种使用权利要求1至4任意一项所述的基于机器视觉的地锁车机联动装置实现的地锁车机联动方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)车机上传待绑定或待更新车牌信息至服务器，服务器将车牌信息通过4g模块(9)下发至地锁，边缘计算模块(7)通过4g模块(9)接受绑定后的汽车定位，当汽车位置位于地锁一定距离时，地锁相机(2)启动，边缘计算模块(7)控制步进电机(11)，将地锁挡板(3)放下；
2)重力感应模块(8)检测地锁震动超过阈值时启动地锁相机(2)，启动地锁相机(2)后上传最近30秒拍摄视频，工作指示灯(1)闪烁红灯，同时扬声器(10)语音播报提醒，若检测出车牌号码与地锁绑定号码不符，且车牌检测框面积在图像中超过设定阈值，工作指示灯(1)闪烁红灯，则扬声器(10)语播报音提醒；
3)汽车定位离开地锁区域后，地锁相机(2)启动，检测无车机底部图像时，边缘计算模块(7)控制步进电机(11)升起地锁挡板，若检测仍有车机底部图像时，工作指示灯(1)闪烁红灯，扬声器(10)语播报音提醒，工作指示灯(1)和扬声器(10)持续工作，同时通过4g模块(9)发送消息至服务器，服务器将检测信息发送至用户手机和车机端；
4)发送至相应消息后，每半小时启动地锁相机(2)，若检测出无车机底部图像时，边缘计算模块(7)控制步进电机(11)升起地锁挡板(3)升起，4g模块(9)发送至消息至服务器，服务器将检测信息发送至用户手机和车机端，若检测仍有车机底部图像时，工作指示灯(1)和扬声器(10)继续工作。
6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的地锁车机联动方法，其特征在于，步骤1)中边缘计算模块(7)采用Faster-RCNN检测车牌信息，匹配地锁绑定车牌信息后启动步进电机(11)，将地锁挡板(3)放下。
7.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的地锁车机联动方法，其特征在于，地锁挡板(3)放下后地锁相机(2)继续工作，边缘计算模块(7)采用Faster-RCNN检测车底是否有有部件外壳破损或漏油情况，若无异常，通过4g模块(9)发送至“无异常”消息至服务器，若有异常，通过4g模块(9)发送至图片至服务器，服务器将检测信息发送至用户手机和车机端。
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