CN116575371A - 防砸防误开道闸系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种防砸防误开道闸系统和方法。该系统包括：感知模块，设置于道闸的预设距离范围内，将感知的在预设距离范围区域内的目标对象的第一状态信息发送至后台服务器，防砸防误开模块，安装在道闸的机箱处，感知在预设距离范围区域内的目标对象的第二状态信息，后台服务器基于第一状态信息，确定道闸的控制指令，并将控制指令发送至防砸防误开模块，防砸防误开模块基于控制指令和第二状态信息，确定目标对象所处场景，在确定目标对象处于防砸防误开场景下的情况下，基于控制指令和第二状态信息，确定用于控制道闸的支撑杆的抬起和放下的目标控制指令，以使目标对象通过道闸或阻拦目标对象通过道闸。以避免道闸误开和防砸的问题。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，具体涉及一种防砸防误开道闸系统和方法。
背景技术
为了提高港口的作业效率，保障作业的安全，越来越多的港口开始向无人化转变。在港口的自动驾驶场景中，应用车路协同技术的道闸系统扮演了重要的角色，自动驾驶场景下的道闸系统一般通过激光雷达和相机实现对进出道闸目标的感知，从而自动控制道闸的开闭，具有较高的智能化和自动化。但是随着港口车流量的增大以及恶劣气象条件的影响，道闸闸杆砸车和误开道闸的现象时有发生。这些现象影响了港口的作业效率，甚至会产生经济的损失。因而提高道闸系统的稳定性和安全性是一个重要的问题。
现有的防砸方式一般为地感线圈防砸、红外传感器防砸和毫米波雷达防砸等，但是上述方案由于感知范围小或恶劣天气的影响，容易出现道闸误开和误砸的问题。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种防砸防误开道闸系统和方法，以避免道闸误开和防砸。
本申请的技术方案如下：
第一方面，提供了一种防砸防误开道闸系统，该系统包括：
感知模块，设置于道闸的预设距离范围内，用于感知在所述预设距离范围区域内的目标对象的第一状态信息，并将所述第一状态信息发送至后台服务器，
防砸防误开模块，安装在所述道闸的机箱处，用于感知在所述预设距离范围区域内的所述目标对象的第二状态信息，
所述后台服务器，用于基于所述第一状态信息，确定所述道闸的控制指令，并将所述控制指令发送至所述防砸防误开模块，
所述防砸防误开模块，还用于基于所述控制指令和所述第二状态信息，确定所述目标对象所处场景，在确定所述目标对象处于防砸防误开场景下的情况下，基于所述控制指令和所述第二状态信息，确定目标控制指令，所述目标控制指令用于控制所述道闸的支撑杆的抬起和放下，以使所述目标对象通过所述道闸或阻拦所述目标对象通过所述道闸。
第二方面，提供了一种防砸防误开道闸方法，该方法应用第一方面的防砸防误开道闸系统，该方法包括：
将感知模块感知的在道闸的预设距离范围区域内的目标对象的第一状态信息发送至后台服务器，
基于防砸防误开模块感知在所述预设距离范围区域内的所述目标对象的第二状态信息，
基于所述后台服务器将根据所述第一状态信息确定的所述道闸的控制指令发送至所述防砸防误开模块，
基于所述防砸防误开模块根据所述控制指令和所述第二状态信息，确定所述目标对象所处场景，在确定所述目标对象处于防砸防误开场景下的情况下，基于所述控制指令和所述第二状态信息，确定目标控制指令，所述目标控制指令用于控制所述道闸的支撑杆的抬起和放下，以使所述目标对象通过所述道闸或阻拦所述目标对象通过所述道闸。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现本申请实施例任一所述的防砸防误开道闸方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现本申请实施例任一所述的防砸防误开道闸方法的步骤。
第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品中的指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备能够执行本申请实施例任一所述的防砸防误开道闸方法的步骤。
本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
在本申请实施例提供的防砸防误开道闸系统，包括设置于道闸的预设距离范围内的感知模块，该感知模块可将感知的在预设距离范围区域内的目标对象的第一状态信息发送至后台服务器，安装在道闸的机箱处的防砸防误开模块，该防砸防误开模块感知在预设距离范围区域内的目标对象的第二状态信息，后台服务器基于第一状态信息，确定道闸的控制指令，并将控制指令发送至防砸防误开模块，防砸防误开模块基于控制指令和第二状态信息，确定目标对象所处场景，在确定目标对象处于防砸防误开场景下的情况下，基于控制指令和第二状态信息，确定用于控制道闸的支撑杆的抬起和放下的目标控制指令，以使目标对象通过道闸或阻拦目标对象通过道闸。如此相较于现有技术中仅通过感知模块感知的第一状态信息来确定道闸的控制指令，本申请实施例增加了防砸防误开模块，该防砸防误开模块可以进一步感知在预设距离范围区域内的第二状态信息，将第一状态信息和第二状态信息结合确定道闸的控制指令，如此得到的控制指令更加精确，防止道闸的误开和防砸，提升了道闸的防误开和防砸的精确性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。
图1是现有技术中的一种道闸系统的结构示意图，
图2是本申请第一方面实施例提供的一种防砸防误开道闸系统的结构示意图，
图3是本申请第一方面实施例提供的一种防砸防误开模块的安装和工作区域示意图，
图4是本申请第一方面实施例提供的一种防砸防误开道闸系统的结构示意图，
图5是本申请第二方面实施例提供的一种防砸防误开道闸方法的流程示意图，
图6是本申请第二方面实施例提供的激光雷达坐标系和毫米波雷达坐标系之间的对应关系示意图，
图7是本申请第二方面实施例提供的防砸防误开模块的感知的感兴趣区域示意图，
图8是本申请第三方面实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域普通人员更好地理解本申请的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的例子。
在介绍本申请的方案之前，首先介绍一下本申请的背景技术：
现有的防砸方式一般为地感线圈防砸、红外传感器防砸和毫米波雷达防砸等。地感线圈防砸通过车辆经过时引起的振荡频率变化来检测车辆是否存在，对车辆的检测准确率高。红外传感器防砸由红外发射器和红外接收器组成，当红外接收器接收不到发射器发来的红外线时，认为道闸附近有物体存在，从而防止闸杆砸车。传统的毫米波雷达防砸，一般使用单个雷达安装在闸机内或闸机表面，能够对闸杆下方区域的行人和车辆进行识别，且不受气象条件的影响。
在现有方案中，存在以下问题：
1、地感线圈防砸方案部署、维护困难，且无法对行人以及底盘高或材质特殊的车辆进行识别。红外传感器方案安装精度要求较高，感知范围小，且容易被遮挡产生误开现象。传统的毫米波雷达防砸，一般只使用单个雷达，感知范围小，防砸功能不稳定。
2、已有的道闸方案一般只关注道闸砸车的问题，但是道闸误开的问题也时有发生。比如红外线传感器方案和毫米波雷达方案，当有非目标障碍物从二者感知范围内经过时，容易发生误开现象。
针对上述问题，现有的基于车对车的信息交换(Vehicle-to-Everything，V2X)的道闸系统如图1所示，该道闸系统100包括感知模块110、后台服务器120、道闸上位机130和道闸140。
图1中的道闸系统100以V2X的感知结果作为输入，即将感知模块110的感知结果作为输入，然后后台服务器120根据收到的感知信息得出控制指令，并将控制指令直接发送给道闸上位机130。最后，道闸上位机130控制道闸140动作，并将当前道闸140的状态信息反馈给后台服务器120。
图1中的道闸系统100中的道闸140的开闭主要受V2X感知结果的影响。由于激光雷达存在感知盲区，当目标对象(例如车辆)进入盲区时，感知模块可能无法识别出该目标对象。由此带来了闸杆砸车的风险。同时，即使在盲区外，感知算法对某一目标对象的识别不够稳定时，也可能使闸杆砸车。
V2X的感知算法在雨、雪、雾等恶劣气象条件下，也会受到一定程度的影响。雾天时，激光雷达采集的数据中会有很多噪点。这时激光雷达感知算法可能会在道闸附近误识别出目标物。雨天时，由于路面积水等原因，图像感知算法也可能出现误识别。这些现象都会导致道闸误开。
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种防砸防误开道闸系统和方法，该防砸防误开道闸系统在现有的道闸系统中的基础上，增加了防砸防误开模块，本申请实施例提供的防砸防误开道闸系统，包括设置于道闸的预设距离范围内的感知模块，该感知模块可将感知的在预设距离范围区域内的目标对象的第一状态信息发送至后台服务器，安装在道闸的机箱处的防砸防误开模块，该防砸防误开模块感知在预设距离范围区域内的目标对象的第二状态信息，后台服务器基于第一状态信息，确定道闸的控制指令，并将控制指令发送至防砸防误开模块，防砸防误开模块基于控制指令和第二状态信息，确定目标对象所处场景，在确定目标对象处于防砸防误开场景下的情况下，基于控制指令和第二状态信息，确定用于控制道闸的支撑杆的抬起和放下的目标控制指令，以使目标对象通过道闸或阻拦目标对象通过道闸。如此相较于现有技术中仅通过感知模块感知的第一状态信息来确定道闸的控制指令，本申请实施例增加了防砸防误开模块，该防砸防误开模块可以进一步感知在预设距离范围区域内的第二状态信息，将第一状态信息和第二状态信息结合确定道闸的控制指令，如此得到的控制指令更加精确，防止道闸的误开和防砸，提升了道闸的防误开和防砸的精确性。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的防砸防误开道闸系统进行详细地说明。
图2是本申请实施例所提供的一种防砸防误开道闸系统的流程示意图，该防砸防误开道闸系统200可以包括：感知模块210、防砸防误开模块220、后台服务器230和道闸240。
感知模块210，设置于道闸的预设距离范围区域内，用于感知在预设距离范围区域内的目标对象的第一状态信息，并将第一状态信息发送至后台服务器，
防砸防误开模块220，安装在道闸的机箱处，用于感知在预设距离范围区域内的目标对象的第二状态信息，
后台服务器230，用于基于第一状态信息，确定道闸的控制指令，并将控制指令发送至防砸防误开模块，
防砸防误开模块220，还用于基于控制指令和所述第二状态信息，确定目标对象所处场景，在确定目标对象处于防砸防误开场景下的情况下，基于控制指令和第二状态信息，确定目标控制指令，目标控制指令用于控制道闸240的支撑杆的抬起和放下，以使目标对象通过道闸或阻拦目标对象通过道闸。
其中，这里的感知模块具体的可以是用于感知目标对象的第一状态信息的模块，该感知模块可以包括激光雷达和相机。
预设距离范围区域可以是道闸的一定距离范围内，例如可以是距离道闸20米范围内。
目标对象可以是要通过道闸的对象，例如可以是车辆，具体的可以是有人集卡，还可以是无人集卡等，这里不做限定。
第一状态信息为目标对象的状态信息，在感知模块包括激光雷达和相机的情况下，第一状态信息可以包括在激光雷达坐标系中，目标对象在预设距离范围区域内的第一位置信息、目标对象在预设距离范围区域内的第一航向信息和目标对象的类型信息。第一位置信息可以是目标对象在预设距离范围区域内的位置信息。第一航向信息可以是目标对象要驶出道闸，还是要进入道闸。目标对象的类型信息可以是目标对象为有人集卡还是无人集卡。
后台服务器可以为用于根据第一状态信息确定道闸的控制指令的设备，例如可以是中央处理器、集成电路芯片等。
控制指令可以是用于控制道闸的指令，具体的可以是控制道闸抬起或放下的指令。
防砸防误开模块可以设置于道闸的机箱处，防砸防误开模块的安装情况可以如图3所示，防砸防误开模块220可以设置在道闸的机箱两侧的支撑杆表面上(图上未示出)，并通过支撑杆固定在地基上。防砸防误开模块220安装高度可以距离地基50-60cm。
在本申请的一些实施例中，防砸防误开模块可以包括两个毫米波雷达，两个毫米波雷达分别安装在道闸的机箱两侧，如图3所示，每个道闸口有两个道闸，图3中的道闸10和道闸20，对应有两个支撑杆，如图3中的支撑杆11和支撑杆12，每个支撑杆上可以安装一个毫米波雷达。
在本申请的一些实施例中，两个毫米波雷达包括第一毫米波雷达和第二毫米波雷达，对应的预设距离范围区域包括第一区域和第二区域，第一区域和第二区域可以分别是第一毫米波雷达和第二毫米波雷达在进入道闸后所感知的范围。如图3所示，第一毫米波雷达的感知范围为进入道闸一侧的第一区域251，第二毫米波雷达的感知范围为驶出道闸一侧的第二区域252，第一区域251和第二区域252不重合。
在本申请的实施例中，防砸防误开模块包括两个毫米波雷达，两个毫米波雷达包括第一毫米波雷达和第二毫米波雷达，第一毫米波雷达的感知范围为进入道闸一侧的第一区域251，第二毫米波雷达的感知范围为驶出道闸一侧的第二区域252，第一区域251和第二区域252不重合，由于毫米波雷达可以不受天气条件的影响，且分别在道闸的两侧分别部署毫米波雷达，如此相较于传统的仅部署一个毫米波雷达，本申请实施例的方案感知范围更加大，且可以不受天气条件的影响，提升了防砸防误开的精度。
在本申请的一些实施例中，防砸防误开模块可以用于感知在预设距离范围区域内的目标对象的第二状态信息。这里的第二状态信息可以为防砸防误开模块感知的目标对象的状态信息。
在本申请的一些实施例中，防砸防误开模块可以根据后台服务器确定的控制指令，以及第二状态信息，确定目标对象所处的场景，若确定该目标对象处于防砸防误开场景下，则根据该控制指令和第二状态信息，确定目标控制指令，以基于该目标控制指令控制道闸的支撑杆的抬起和放下。
目标控制指令可以是最终用于控制道闸的支撑杆的抬起和放下的指令。
在本申请的一些实施例中，在确定目标对象处于防砸防误开场景下的条件为：
(1)确认防砸模式开启条件
1、上次道闸的目标控制指令为开启，本次道闸的目标控制指令为关闭，即道闸的目标控制指令从开启变为关闭。
2、道闸入口处或出口处的毫米波雷达防砸区域(即预设距离范围区域)内有目标物。
(2)确认防误开模式开启条件
1、后台服务器通知防砸防误开模块，当前处于恶略气象条件下(如雨、雾和雪等)
2、上次道闸的目标控制指令为关闭，本次道闸的目标控制指令为开启，即道闸的目标控制指令从关闭变为开启。
3、道闸入口处或出口处的毫米波雷达防砸区域(即预设距离范围区域)内无目标物。
开启防砸模式，会将后台服务器关闭的目标控制指令修改为开启的目标控制指令，而开启防误开模式，则意味着将开启的目标控制指令修改为关闭的目标控制指令。因此防砸防误开模块在将融合后的目标控制指令持续下发给道闸上位机的同时，还需要通知后台服务器，当前场景触发了防砸或防误开模式。
在本申请的实施例的方案相较于现有技术中仅通过感知模块感知的第一状态信息来确定道闸的控制指令，本申请实施例增加了防砸防误开模块，该防砸防误开模块可以进一步感知在预设距离范围区域内的第二状态信息，将第一状态信息和第二状态信息结合确定道闸的控制指令，如此得到的控制指令更加精确，防止道闸的误开和防砸，提升了道闸的防误开和防砸的精确性。
在本申请的一些实施例中，感知模块具体通过如下方式感知目标对象的第一状态信息：
激光雷达用于感知目标对象在预设距离范围区域内的位置信息、目标对象的类型信息和第一航向信息，
相机用于获取目标对象的图像信息，并基于图像信息确定目标对象的类型信息和位置信息，
处理器，用于将激光雷达感知的目标对象的位置信息和相机确定的目标对象的位置信息进行融合处理，得到目标对象的第一位置信息，以及将激光雷达感知的目标对象的类型信息和相机确定的目标对象的类型信息进行融合处理，得到目标对象的目标类型信息。
其中，第一位置信息可以是通过激光雷达最终确定的目标对象的位置信息。
第一航向信息可以是确定的目标对象的航向信息。
目标类型信息可以是通过对激光雷达确定的目标对象的类型信息和相机确定的目标对象的类型信息进行融合后所得到的目标对象的最终的类型信息。
在本申请的一些实施例中，当目标对象进入道闸的预设距离范围区域时，基于道闸预设距离范围区域内设置的激光雷达可感知到目标对象的位置信息、目标对象的类型信息和第一航向信息。
利用相机可实时获取目标对象的图像信息，然后根据该图像信息可以确定目标对象的类型信息。另外根据图像信息中目标对象的位置，然后通过处理器将激光雷达感知的目标对象的位置信息和相机确定的目标对象的位置信息进行融合处理，得到目标对象的第一位置信息，以及将激光雷达感知的目标对象的类型信息和相机确定的目标对象的类型信息进行融合处理，得到目标对象的目标类型信息。这是因为激光雷达获取的目标对象的位置信息更为精确，相机获取的目标对象的类型信息较为精确，将激光雷达获取的位置信息和相机获取的位置信息通过融合算法进行融合后，可得到更为精确的位置信息(即第一位置信息)，将激光雷达获取的类型信息和相机获取的类型信息通过融合算法进行融合后，可得到更为精确的类型信息(即目标类型信息，即判断出该目标对象是集卡还是小客车，还是行人等)。
在本申请的一些实施例中，在将激光雷达获取的类型信息和相机获取的类型信息通过融合算法进行融合时可以是基于卡尔曼滤波器进行融合，也可以是基于其他的融合算法进行融合，这里不做限定。任何可将激光雷达获取的类型信息和相机获取的类型信息通过融合算法进行融合的算法均属于本申请实施例的保护之列。
在本申请的一些实施例中，根据相机获取的图像信息确定目标对象的类型信息时可以是对获取的图像信息进行特征检测，具体的可以是先检测图像信息中目标对象所在的位置，然后在该位置获取目标对象的特征信息，根据该特征信息可确定该目标对象的类型，例如，目标对象为集卡，则对图像信息进行特征检测，先找到图像信息中目标对象所在区域，然后对该区域内的目标对象进行检测，当检测到图像信息中的目标对象有集卡对应的特征信息的情况下，可确定该目标对象是集卡。
需要说明的是，在利用图像信息进行目标对象的类型信息的检测时，可以是利用特征检测算法，还可以是利用特征检测模型等，这里不做限定，任何可用于对图像信息进行特征检测的方式均属于本申请实施例的保护之列。
在本申请的一些实施例中，根据相机获取的图像信息确定目标对象的位置信息时，可以先获取目标对象在图像中的位置，然后根据相机的相机参数，利用深度计算算法可计算出目标对象的位置信息。
在本申请的实施例中，通过激光雷达感知目标对象在预设距离范围区域内的位置信息、目标对象的类型信息和第一航向信息，利用相机获取目标对象的图像信息，并基于图像信息确定目标对象的类型信息和位置信息，然后基于处理器将激光雷达感知的目标对象的位置信息和相机确定的目标对象的位置信息进行融合处理，得到目标对象的第一位置信息，以及将激光雷达感知的目标对象的类型信息和相机确定的目标对象的类型信息进行融合处理，得到目标对象的目标类型信息，如此可精确获取目标对象的第一状态信息。
在本申请的一些实施例中，为了精确控制道闸的支撑杆的抬起和放下，上述所涉及的防砸防误开道闸系统还可以包括：上位机，用于接收防砸防误开模块发送的目标控制指令，并基于目标控制指令控制道闸的支撑杆的抬起和放下。
在本申请的实施例中，防砸防误开模块将目标控制指令发送至上位机，上位机基于该目标控制指令控制道闸的支撑杆的抬起和放下，如此可精确控制道闸的支撑杆的抬起和放下。
在本申请的一些实施例中，为了更加清晰的理解本申请实施例提供的防砸防误开道闸系统，本申请实施例还提供了防砸防误开道闸系统的另一种可实现方式，如图4所示，该防砸防误开道闸系统可以包括感知模块410、防砸防误开模块420、后台服务器430、上位机440和道闸450。该防砸防误开道闸系统的具体工作流程如下：
1、V2X系统首先通过感知模块获取环境中目标对象的数据(即第一状态信息)，并将融合后的感知结果传输给后台服务器。感知模块中的传感器可以是雷达与相机中的一种或多种的组合。
雷达可以是激光雷达、毫米波雷达等。相机可以是单目相机、双目相机和深度相机等。
2、后台服务器获得V2X系统的感知结果后，根据感知结果，得出道闸控制指令。并将控制指令发送给V2X系统的防砸防误开模块。
3、防砸防误开模块收到后台服务器的控制指令后，首先综合后台服务器的控制指令与两个毫米波雷达的感知结果，判断是否启动防砸或防误开模式。然后将融合后的控制指令(即目标控制指令)发送给道闸上位机，同时若启动防砸或防误开模式，则将防砸防误开模块的模式信息告知后台服务器。
4、上位机收到控制指令后，根据道闸接口控制道闸动作，并以周期+事件(道闸状态改变或超过10s向道闸发送指令失败)的方式将道闸的状态信息发送给后台服务器。
5、当V2X系统失效时，后台通过备用链路控制道闸动作。
基于与上述的防砸防误开道闸系统相同的发明构思，本申请还提供了一种防砸防误开道闸方法。下面结合图5对本申请实施例提供的防砸防误开道闸方法进行详细说明。
图5是本申请实施例所提供的一种防砸防误开道闸方法的流程示意图，该防砸防误开道闸方法的执行主体可以为上述实施例中的防砸防误开道闸系统。
需要说明的是，本申请实施例中与上述实施例中相同的名词，其名词解释与上述实施例相同，在此不再赘述。
如图5所示，本申请实施例提供的防砸防误开道闸方法可以包括步骤510-步骤540。
步骤510、将感知模块感知的在道闸的预设距离范围区域内的目标对象的第一状态信息发送至后台服务器。
步骤520、基于防砸防误开模块感知在预设距离范围区域内的目标对象的第二状态信息。
步骤530、基于后台服务器将根据第一状态信息确定的道闸的控制指令发送至防砸防误开模块。
步骤540、基于防砸防误开模块根据控制指令和第二状态信息，确定目标对象所处场景，在确定目标对象处于防砸防误开场景下的情况下，基于控制指令和第二状态信息，确定目标控制指令，目标控制指令用于控制道闸的支撑杆的抬起和放下，以使目标对象通过道闸或阻拦目标对象通过道闸。
在本申请的实施例中，将感知模块感知的在预设距离范围区域内的目标对象的第一状态信息发送至后台服务器，基于防砸防误开模块感知在预设距离范围区域内的目标对象的第二状态信息，后台服务器基于第一状态信息，确定道闸的控制指令，并将控制指令发送至防砸防误开模块，防砸防误开模块基于控制指令和第二状态信息，确定目标对象所处场景，在确定目标对象处于防砸防误开场景下的情况下，基于控制指令和第二状态信息，确定用于控制道闸的支撑杆的抬起和放下的目标控制指令，以使目标对象通过道闸或阻拦目标对象通过道闸。如此相较于现有技术中仅通过感知模块感知的第一状态信息来确定道闸的控制指令，本申请实施例增加了防砸防误开模块，该防砸防误开模块可以进一步感知在预设距离范围区域内的第二状态信息，将第一状态信息和第二状态信息结合确定道闸的控制指令，如此得到的控制指令更加精确，防止道闸的误开和防砸，提升了道闸的防误开和防砸的精确性。
在本申请的一些实施例中，感知模块包括激光雷达，防砸防误开模块包括两个毫米波雷达，第二状态信息包括：在毫米波雷达对应的第一坐标系中，目标对象在预设距离范围区域内的第二位置信息。
其中，第一坐标系可以是毫米波雷达对应的坐标系。
第二位置信息可以是目标对象在第一坐标系中的位置信息。
为了精确确定目标控制指令，在步骤520之后，上述所涉及的防砸防误开道闸方法还可以包括：
基于防砸防误开模块将在第一坐标系中，第二位置信息转换为目标对象在激光雷达对应的第二坐标系下的第三位置信息，
步骤540具体可以包括：
基于防砸防误开模块根据控制指令和第三位置信息，确定目标对象所处场景，
在确定目标对象处于防砸防误开场景下的情况下，基于控制指令和所述第三位置信息，确定目标控制指令。
其中，第二坐标系可以是激光雷达对应的坐标系，该坐标系与世界坐标系重合。
第三位置信息可以是将第二位置信息转换到第二坐标系下后的位置信息。
在本申请的一些实施例中，毫米波雷达的坐标系与激光雷达的坐标系不是同一坐标系，故在获取了毫米波雷达坐标系下，目标对象的第二位置信息后，需要将其转换为激光雷达坐标系下，如此才可以根据转换后的位置信息，与激光雷达获取的第一状态信息进行联合标定，获取激光雷达的坐标系和毫米波雷达坐标系之间的转换关系，根据该转换关系，将毫米波雷达坐标系下的第二位置信息转换到激光雷达坐标系系，得到第三位置信息，进而根据该第三位置信息，确定目标控制指令。
在本申请的实施例中，通过基于防砸防误开模块将在第一坐标系中，第二位置信息转换为目标对象在激光雷达对应的第二坐标系下的第三位置信息，然后防砸防误开模块根据控制指令和第三位置信息，确定目标对象所处场景，在确定目标对象处于防砸防误开场景下的情况下，基于控制指令和所述第三位置信息，确定目标控制指令，如此可得到精确的目标控制指令。
在本申请的一些实施例中，为了精确将第二位置信息转换到激光雷达坐标系下，所述基于防砸防误开模块将在第一坐标系中，第二位置信息转换为目标对象在所述激光雷达对应的第二坐标系下的第三位置信息，具体可以包括：
获取第二位置信息对应的全球定位系统GPS坐标，
对GPS坐标和第二位置信息进行计算，得到第一坐标系和第二坐标系之间的转换矩阵，
基于转换矩阵，以及第二位置信息，确定第二位置信息在第二坐标系下的第三位置信息。
在本申请的一些实施例中，获取第二位置信息，以及第二位置信息对应的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)坐标可以通过如下方式实现：
(1)准备基于实时动态(Real-time kinematic，RTK)载波相位差分技术的测量仪与角反射器，确保毫米波雷达可视化工具正常运行。
(2)将RTK测量仪放置于毫米波雷达正上方，获得两个毫米波雷达安装位置处的GPS坐标。
(3)将角反射器放置到毫米波雷达感知范围内任意的一个位置，然后在毫米波雷达可视化工具中找到角反射器，获取并记录该位置的坐标，最后将RTK置于角反射器的中心点后，并记录下此位置的GPS坐标。由于激光雷达具有更大的感知范围，且包含毫米波雷达的感知范围，因此只要确保在毫米波雷达范围内采集标定数据即可。
(4)将采集的毫米波雷达坐标系下坐标及对应的GPS坐标输入到标定算法中，通过算法计算出二者间的转换矩阵。
(5)最后利用标定出的转换矩阵，以及第二位置信息，可确定出第二位置信息在第二坐标系下的第三位置信息。
在本申请的一些实施例中，为了确保激光雷达坐标系和毫米波雷达坐标系的转换矩阵的精确性，在上述步骤(4)之后，还可以将步骤(2)中的毫米波雷达安装位置处的GPS坐标转换到毫米波雷达坐标系下，以检验标定矩阵的精度。若精度小于设定的阈值(根据实际应用的需要设定)，则重新进行上述标定过程。
在本申请的一些实施例中，为了进一步确保激光雷达坐标系和毫米波雷达坐标系的转换矩阵的精确性，可以获取多组毫米波雷达坐标系下坐标及对应的GPS坐标，即在步骤(3)之后，可以重复执行步骤(3)，每个毫米波雷达可获得多组以上的毫米波雷达坐标系下坐标及对应的GPS坐标，且使标定数据均匀的分布在毫米波雷达的感知范围内。
在本申请的一些实施例中，在选择标定数据时，应尽量避免数据点共线，以保证标定数据的多样性，提高标定的精度。
在本申请的实施例中，获取第二位置信息对应的全球定位系统GPS坐标，然后对GPS坐标和第二位置信息进行计算，得到第一坐标系和第二坐标系之间的转换矩阵，基于转换矩阵，以及第二位置信息，确定第二位置信息在第二坐标系下的第三位置信息，如此可精确得到第三位置信息。
在本申请的一些实施例中，为了精确确定转换矩阵，所述对GPS坐标和第二位置信息进行计算，得到第一坐标系和第二坐标系之间的转换矩阵，具体可以包括：
将GPS坐标转换到第二坐标系下，得到GPS坐标在第二坐标系下的第一坐标信息，
根据第一坐标信息，以及第二位置信息，确定第一坐标系和第二坐标系之间的转换矩阵。
其中，第一坐标信息可以是将GPS坐标转换到第二坐标系下后，得到的GPS坐标在第二坐标系下的坐标信息。
在本申请的实施例中，通过将GPS坐标转换到第二坐标系下，得到GPS坐标在第二坐标系下的第一坐标信息，根据第一坐标信息，以及第二位置信息，确定第一坐标系和第二坐标系之间的转换矩阵，如此可精确确定第一坐标系和第二坐标系之间的转换矩阵。
在本申请的一些实施例中，为了精确确定第一坐标信息，所述将GPS坐标转换到第二坐标系下，得到GPS坐标在第二坐标系下的第一坐标信息，具体可以包括：
基于如下公式(1)，将GPS坐标转换到第二坐标系下，得到GPS坐标在第二坐标系下的第一坐标信息：
其中，(X,Y)为第一坐标信息，lon_r为GPS坐标的经度，lat_r为GPS坐标的纬度，lon_l为第二坐标系的原点的经度，lat_l为第二坐标系的原点的纬度，a为地球长半轴长，α为大地纬度。
在本申请的一些实施例中，所述根据第一坐标信息，以及第二位置信息，确定第一坐标系和第二坐标系之间的转换矩阵，具体可以包括：
参考图6，可以基于如下公式(2)，根据第一坐标信息，以及第二位置信息，确定第一坐标系和第二坐标系之间的转换矩阵：
其中，(X,Y)为第一坐标信息，(x,y)为第二位置信息，A为目标对象在第二坐标系下第一时刻的位置信息，B为目标对象在第二坐标系下第二时刻的位置信息，为在第二坐标系下，目标对象在第一时刻的位置信息和第二时刻的位置信息之间的向量，AB为在第二坐标系下，目标对象在第一时刻的位置信息和第二时刻的位置信息之间的距离，/>为在第一坐标系下，目标对象在第一时刻的位置信息和第二时刻的位置信息之间的向量，ab为在第一坐标系下，目标对象在第一时刻的位置信息和第二时刻的位置信息之间的距离，θ为A和B组成的向量在第一坐标系和第二坐标系间的夹角，dx、dy为转换矩阵。
其中，第一时刻可以是目标对象在预设范围区域内行进时的某一时刻。
第二时刻可以是目标对象在预设范围区域内行进时的另一时刻，第一时刻和第二时刻不同，第二时刻大于第一时刻。
求得两坐标系间的旋转变换关系后，可以由式(2)求出平移变换关系dx、dy。
如果将采集的标定点每两个点计算出一个向量，则每个向量可以标定出一组θ、dx、dy。对多组结果可以采用求取平均值、最小二乘法等优化算法获得最终的转换矩阵。
在本申请的一些实施例中，为了节省算力，在所述基于防砸防误开模块将在第一坐标系中，第二位置信息转换为目标对象在激光雷达对应的第二坐标系下的第三位置信息之后，上述所涉及的防砸防误开道闸方法还可以包括：
对预设距离范围区域内进行过滤，得到感兴趣区域，
步骤540具体可以包括：
基于防砸防误开模块根据控制指令和感兴趣区域内的第三位置信息，确定目标对象所处场景，在确定目标对象处于防砸防误开场景下的情况下，基于控制指令和感兴趣区域内的第三位置信息，确定目标控制指令。
在本申请的一些实施例中，标定出的转换矩阵将目标位置从毫米波雷达坐标系转换到激光雷达坐标系后，为了剔除环境中不关心的目标对象对毫米波雷达感知的干扰，还需要将感兴趣区域外的目标对象滤除。需要说明的是，感兴趣区域的大小、形状和数量等根据具体应用场景设定，这里不做限定。
下面以典型的港口场景为例，如图7所示，在道闸附近设置了两块感兴趣区域，一块是防砸检测区61(在图7中用实线表示)，另一块是防误开检测区62(在图7中用虚线表示)。防砸检测区61可以检测区611和检测区612，具体的检测区611可以为进入道闸一侧预设距离(例如可以是5米)，检测区612可以为驶出道闸一侧预设距离(例如可以是3米)，检测区61的宽度为车道宽。防误开检测区62在进入道闸一侧，长度可以为12米，宽度也为车道宽。感兴趣区域均在世界坐标系(激光雷达坐标系)下划定。
防砸防误开模块通过算法实时判断毫米波雷达传来的目标对象的位置是否位于感兴趣区域内，并将不在感兴趣区域内的目标对象滤除，如此节省了算力，提升了计算效率。
在本申请的一些实施例中，因为目标对象包括有人集卡和无人集卡，为了提升有人集卡和无人集卡的融合共性，本申请实施例中，可以预先规划处有人集卡通道和无人集卡通道，然后根据确定的目标对象的类型信息，控制目标对象从与其类型信息对应的通道进行通行，如此实现了有效隔离有人集卡和无人集卡，实现了有人集卡和无人集卡的融合共行。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种电子设备。
图8是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图8所示，电子设备可以包括处理器801以及存储有计算机程序或指令的存储器802。
具体地，上述处理器801可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器802可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器802可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器802可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器802可在综合网关容灾设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器802是非易失性固态存储器。存储器可包括只读存储器(Read Only Memory image，ROM)、随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)、磁盘存储介质设备、光存储介质设备、闪存设备、电气、光学或其他物理/有形的存储器存储设备。因此，通常，存储器包括一个或多个编码有包括计算机可执行指令的软件的有形(非暂态)计算机可读存储介质(例如，存储器设备)，并且当该软件被执行(例如，由一个或多个处理器)时，其可操作来执行上述实施例提供的防砸防误开道闸方法所描述的操作。
处理器801通过读取并执行存储器802中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种防砸防误开道闸方法。
在一个示例中，电子设备还可包括通信接口803和总线810。其中，如图8所示，处理器801、存储器802、通信接口803通过总线810连接并完成相互间的通信。
通信接口803，主要用于实现本发明实施例中各模块、设备、单元和/或设备之间的通信。
总线810包括硬件、软件或两者，将电子设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线810可包括一个或多个总线。尽管本发明实施例描述和示出了特定的总线，但本发明考虑任何合适的总线或互连。
该电子设备可以执行本发明实施例中的防砸防误开道闸方法，从而实现上述实施例描述的防砸防误开道闸方法。
另外，结合上述实施例中的防砸防误开道闸方法，本发明实施例可提供一种可读存储介质来实现。该可读存储介质上存储有程序指令，该程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种防砸防误开道闸方法。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
上面参考根据本申请的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本申请的各方面。应当理解，流程图和/或框图中的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机、或其它可编程数据处理装置的处理器，以产生一种机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的这些指令使能对流程图和/或框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的实现。这种处理器可以是但不限于是通用处理器、专用处理器、特殊应用处理器或者现场可编程逻辑电路。还可理解，框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合，也可以由执行指定的功能或动作的专用硬件来实现，或可由专用硬件和计算机指令的组合来实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防砸防误开道闸系统，其特征在于，所述系统包括：
感知模块，设置于道闸的预设距离范围区域内，用于感知在所述预设距离范围区域内的目标对象的第一状态信息，并将所述第一状态信息发送至后台服务器，
防砸防误开模块，安装在所述道闸的机箱处，用于感知在所述预设距离范围区域内的所述目标对象的第二状态信息，
所述后台服务器，用于基于所述第一状态信息，确定所述道闸的控制指令，并将所述控制指令发送至所述防砸防误开模块，
所述防砸防误开模块，还用于基于所述控制指令和所述第二状态信息，确定所述目标对象所处场景，在确定所述目标对象处于防砸防误开场景下的情况下，基于所述控制指令和所述第二状态信息，确定目标控制指令，所述目标控制指令用于控制所述道闸的支撑杆的抬起和放下，以使所述目标对象通过所述道闸或阻拦所述目标对象通过所述道闸。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述感知模块包括激光雷达、相机和处理器，所述第一状态信息包括：在所述激光雷达坐标系中，所述目标对象在所述预设距离范围区域内的第一位置信息、所述目标对象在所述预设距离范围区域内的第一航向信息和所述目标对象的类型信息，
所述激光雷达用于感知所述目标对象在所述预设距离范围区域内的位置信息、所述目标对象的类型信息和第一航向信息，
所述相机用于获取所述目标对象的图像信息，并基于所述图像信息确定所述目标对象的类型信息和位置信息，
所述处理器，用于将激光雷达感知的所述目标对象的位置信息和所述相机确定的所述目标对象的位置信息进行融合处理，得到所述目标对象的第一位置信息，以及将所述激光雷达感知的所述目标对象的类型信息和所述相机确定的所述目标对象的类型信息进行融合处理，得到所述目标对象的目标类型信息。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述防砸防误开模块包括两个毫米波雷达，两个毫米波雷达分别安装在所述道闸的机箱两侧，两个所述毫米波雷达包括第一毫米波雷达和第二毫米波雷达，所述第一毫米波雷达的感知范围为进入所述道闸一侧的第一区域，所述第二毫米波雷达的感知范围为驶出所述道闸一侧的第二区域，所述第一区域和所述第二区域不重合，所述预设距离范围区域包括所述第一区域和所述第二区域。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
上位机，所述上位机用于接收所述防砸防误开模块发送的所述目标控制指令，并基于所述目标控制指令控制所述道闸的支撑杆的抬起和放下。
5.一种防砸防误开道闸方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-4任一所述的防砸防误开道闸系统，所述方法包括：
将感知模块感知的在道闸的预设距离范围区域内的目标对象的第一状态信息发送至后台服务器，
基于防砸防误开模块感知在所述预设距离范围区域内的所述目标对象的第二状态信息，
基于所述后台服务器将根据所述第一状态信息确定的所述道闸的控制指令发送至所述防砸防误开模块，
基于所述防砸防误开模块根据所述控制指令和所述第二状态信息，确定所述目标对象所处场景，在确定所述目标对象处于防砸防误开场景下的情况下，基于所述控制指令和所述第二状态信息，确定目标控制指令，所述目标控制指令用于控制所述道闸的支撑杆的抬起和放下，以使所述目标对象通过所述道闸或阻拦所述目标对象通过所述道闸。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述感知模块包括激光雷达，所述防砸防误开模块包括两个毫米波雷达，所述第二状态信息包括：在所述毫米波雷达对应的第一坐标系中，所述目标对象在所述预设距离范围区域内的第二位置信息，
在所述基于防砸防误开模块感知在所述预设距离范围区域内的所述目标对象的第二状态信息之后，所述方法还包括：
基于所述防砸防误开模块将在所述第一坐标系中，所述第二位置信息转换为所述目标对象在所述激光雷达对应的第二坐标系下的第三位置信息，
所述基于所述防砸防误开模块根据所述控制指令和所述第二状态信息，确定所述目标对象所处场景，在确定所述目标对象处于防砸防误开场景下的情况下，基于所述控制指令和所述第二状态信息，确定目标控制指令，包括：
基于所述防砸防误开模块根据所述控制指令和所述第三位置信息，确定所述目标对象所处场景，在确定所述目标对象处于防砸防误开场景下的情况下，基于所述控制指令和所述第三位置信息，确定目标控制指令。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述防砸防误开模块将在所述第一坐标系中，所述第二位置信息转换为所述目标对象在所述激光雷达对应的第二坐标系下的第三位置信息，包括：
获取所述第二位置信息对应的全球定位系统GPS坐标，
对所述GPS坐标和所述第二位置信息进行计算，得到所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的转换矩阵，
基于所述转换矩阵，以及所述第二位置信息，确定所述第二位置信息在所述第二坐标系下的第三位置信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对所述GPS坐标和所述第二位置信息进行计算，得到所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的转换矩阵，包括：
将所述GPS坐标转换到所述第二坐标系下，得到所述GPS坐标在所述第二坐标系下的第一坐标信息，
根据所述第一坐标信息，以及所述第二位置信息，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的转换矩阵。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将所述GPS坐标转换到所述第二坐标系下，得到所述GPS坐标在所述第二坐标系下的第一坐标信息，包括：
基于如下公式，将所述GPS坐标转换到所述第二坐标系下，得到所述GPS坐标在所述第二坐标系下的第一坐标信息：
Y＝kcosα(lat_r-lat_l)，
其中，(X,Y)为所述第一坐标信息，lon_r为所述GPS坐标的经度，lat_r为所述GPS坐标的纬度，lon_l为所述第二坐标系的原点的经度，lat_l为所述第二坐标系的原点的纬度，a为地球长半轴长，α为大地纬度。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一坐标信息，以及所述第二位置信息，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的转换矩阵，包括：
基于如下公式，根据所述第一坐标信息，以及所述第二位置信息，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的转换矩阵：
其中，(X,Y)为所述第一坐标信息，(x,y)为所述第二位置信息，A为所述目标对象在所述第二坐标系下第一时刻的位置信息，B为所述目标对象在所述第二坐标系下第二时刻的位置信息，为在所述第二坐标系下，所述目标对象在第一时刻的位置信息和第二时刻的位置信息之间的向量，|AB|为在所述第二坐标系下，所述目标对象在第一时刻的位置信息和第二时刻的位置信息之间的距离，a为所述目标对象在所述第一坐标系下第一时刻的位置信息，b为所述目标对象在所述第一坐标系下第二时刻的位置信息，/>为在所述第一坐标系下，所述目标对象在第一时刻的位置信息和第二时刻的位置信息之间的向量，|ab|为在所述第一坐标系下，所述目标对象在第一时刻的位置信息和第二时刻的位置信息之间的距离，θ为A和B组成的向量在第一坐标系和第二坐标系间的夹角，dx、dy为所述转换矩阵。
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Cited By (2)
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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