基於視頻技術的路側車位空置無線網絡檢測系統與方法
2023-06-03 07:49:21 1
專利名稱：基於視頻技術的路側車位空置無線網絡檢測系統與方法
技術領域：
本發明涉及視頻、圖像處理及計算機網絡技術，尤其涉及一種基於視頻技術的路 側車位空置無線網絡檢測系統與方法。
背景技術：
為了讓停車者及時準確地找到空置車位，實時獲取車位佔用信息，不同的發明人 從不同角度，提出了不同的解決方案。如可通過直接的場景圖像獲取或通過對非直接場景 的其它物理量的檢測來獲取。在通過直接的場景圖像獲取車位空置與否信息的方法中，專 利申請號02813318. 8，名稱為《智能停車顧問器》，它採集停車場的場景圖像，並利用圖像 處理技術識別空置停車位。然後，根據空位的位置，建議停車者應當去哪個區域。給出建議 的一種方式是在停車場入口處的顯示終端上顯示出來，或在憑條、票據或其它載體上列印 出來。也可以設置入口終端，為進入停車場的車輛提供優選的目的停車位。該顧問器可以 從識別出的空位中選擇最方便的停車位。不足之處因傳輸全部圖像，在有限帶寬條件下， 需要耗費較多的時間，加之使用通常的圖像處理技術和模式識別對車輛特徵進行判斷，導 致計算複雜，耗時長，判斷的準確率低，整個過程用時較長，系統對停車場狀況變化反應因 之遲滯，同時系統的可靠性與穩定性降低，這樣的系統不能適應場景變化較快時的實時性 檢測要求。專利公開號為CN101009049A，名稱為《停車場空位檢測系統》，它通過在每個車 位設置一個標識符，利用影像傳感器攝取圖像，經影像傳感器上安裝的運算程序，對含有車 位標識符的圖像預處理，對其進行判讀，給出三種狀態編碼，分別對應車位被佔用、空置和 不能確定三種狀態，其結果通過無線網絡傳輸至終端的中央計算機處理系統進行最終的類 別判定。車位空置信息能通過中央計算機系統轉化為可視化信息顯示在車位顯示系統終 端，引導車輛進入空置車位。該空位檢測系統能提高空置車位檢測速度，減少車輛盲目尋找 車位，提高工作效率。不足之處由於路內停車場在室外條件下，受氣候、天氣、光線等自然 和人為條件的影響較大，通過識別標識符來判斷車位狀態，往往造成誤判、錯判，導致系統 效率下降，甚至癱瘓。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術之不足，提供一種通過視頻監控設備直接獲取場 景圖像進行車位檢測的基於視頻技術的路側車位空置無線網絡檢測系統與方法，性能穩定 可靠、適應性強，其技術方案是一種基於視頻技術的路側(邊)車位空置無線網絡檢測系統與方法，設有包括監 控標定物、無線影像傳感器、遠程控制中心、車位狀態顯示終端，其中監控標定物系具有醒目標識的實體，設置於車位區域內的每一無線影像傳感器的 監控範圍內(如每一無線影像傳感器的監控邊緣或每兩個無線影像傳感器有效監控範圍 的交叉處)，為無線影像傳感器提供監控範圍；
無線影像傳感器包括含CXD圖像感應器件、可變焦距廣角鏡頭和快門組成的圖像 動態攝取模塊、圖像預處理模塊、射頻模塊、微處理器、存儲器、射頻天線、數據總線及電源 供應與管理模塊；圖像動態攝取模塊攝取標定範圍內的圖像由數據總線傳至圖像預處理 模塊，該模塊是固化了數字圖像邊緣檢測、圖像分割和灰度檢測的數位訊號處理器，經圖像 預處理模塊處理的圖像數據由數據總線傳送至存儲器暫存，微處理器通過數據總線調用存 儲器中的狀態判別程序，程序在運行過程中要用到經圖像預處理模塊預處理後的圖像數據 時，微處理器通過數據總線從存儲器中調用存於其中的經過圖像預處理模塊處理的圖像數 據，進行圖像特徵的檢測和判別，並據此匹配車位的「有車」、「無車」和「待定」三種狀態，並 以相應的狀態量表示，這些狀態量通過數據總線傳送至射頻模塊，按照預設的通信協議由 射頻天線發射到遠程控制中心進行判定，數據總線把圖像動態攝取模塊、圖像預處理模塊、 射頻模塊、微處理器、儲存器、射頻天線和電源供應與管理模塊連接起來，各模塊之間的數 據傳輸與電源供給都通過數據總線；遠程控制中心包括計算機伺服器和與之相連的無線接收器組成，計算機伺服器設 有實時資料庫，用於存儲無線影像傳感器實時採集的圖像數據，計算機伺服器安裝有信號 增強和車型識別應用軟體，用於車位狀態的最終判別，並根據最終判斷所確定的空置車位， 通過車位狀態顯示終端實時地將車位空置信息轉化為可視化信息；與計算機伺服器相連接 的無線接收器是遠程控制中心與組成車位空置檢測網絡的各個無線影像傳感器網絡的無 線連接裝置，組成網絡的各個無線影像傳感器以星狀拓撲的方式與遠程控制中心的無線接 收器按照設定的通信協議無線連接；車位狀態顯示終端系由LED顯示屏構成。還可設有受遠程控制中心控制的泊車誘導系統，該系統由多個安置於停車場外顯 眼位置的LED顯示屏組成，顯示引導內容，引導停車者及時到達路內停車場的空置停車位； 遠程控制中心的計算機安裝有停車場車位管理應用軟體，.該軟體系統的核心部分是一個 管理資料庫，存儲停車場每一個車位的使用情況，對車位使用情況進行跟蹤，根據資料庫的 記錄生成統計報表，獲得詳細的停車場使用信息，作為後續的收費依據。本發明的優點和積極效果可提高路內停車場空置車位檢測速度，減少車輛盲目 尋找車位，適應性強，可靠性高，提高工作效率。
圖1是本發明系統示意圖；圖2是本發明系統無線影像傳感器示意圖；圖3是本發明系統監控標定物示意圖；圖4是本發明系統監控標定物布局俯視示意圖；圖5是本發明系統遠程控制中心的組成示意圖；圖6是本發明系統與方法完整流程圖。
具體實施例方式參看圖1，本發明系統由監控標定物1、用於攝取車位範圍的無線影像傳感器2、遠 程控制中心3、車位狀態顯示系統4、泊車誘導系統5、車型識別軟體系統6和車位管理軟體系統7等組成。根據停車場實際情況可以在路邊(路側)適當位置設置監控標定物1，由此 確定的監控範圍，能確保對該路內停車場的各個車位進行全覆蓋和有效監控。監控標定物 1為具有一定幾何形狀(如T型)、大小尺寸和顏色特徵(反光或夜光)的實際物體或在已 有實際物體上圖畫出具有顏色特徵(反光或夜光)的指定圖案(如T型)，可以在無物體遮 擋時被無線影像傳感器2攝取，一般情況下，在每一無線影像傳感器2的監控邊緣或每兩個 無線影像傳感器2有效監控範圍的交叉處設置監控標定物1，可據此對指定範圍的停車位 進行監控。每個路內(路側)停車場需要的無線影像傳感器2的數量主要由該停車場的長 度決定，最佳情況是每個無線影像傳感器2可以檢測60米的距離，可根據監控範圍內車位 長度進行準確的車位檢測處理。無線影像傳感器2通過網關直接與遠程控制中心3無線連 接，建立無線影像傳感器網絡與遠程控制中心3的連接，由無線影像傳感器2攝取並經預處 理後的特徵圖像信號傳至遠程控制中心3，作進一步的信號增強和識別處理，最終確定車位 空置與否。該系統裝有信號增強與車型識別應用軟體系統6，也裝有根據影像特徵確定空置 車位位置與控制空置車位顯示的車位顯示系統4的停車場車位管理應用軟體系統7。車位 狀態顯示系統4的顯示終端由LED陣列組成的大型顯示屏，可實時地將車位空置信息通過 遠程控制中心3轉化為可視化信息；泊車誘導系統5由安置於停車場外一定距離的LED陣 列所顯示的文字和指示箭頭組成。無線影像傳感器2、遠程控制中心3及其車型識別應用軟 件系統6是系統核心部分。車位狀態顯示系統4、泊車誘導系統5和停車場車位管理應用軟 件系統7為選擇使用部分，系統管理者可根據需要進行選擇。 圖2為基於視頻技術的路內停車場車位檢測系統無線影像傳感器示意圖。無線影 像傳感器2由圖像動態攝取模塊8、圖像預處理模塊9、射頻模塊10、微處理器11、存儲器 12、射頻天線13、數據總線14與電源供應與管理模塊15等組成。數據總線14把組成無線 影像傳感器2的各個模塊連接起來，圖像動態攝取模塊8由CCD圖像感應器件、可變焦距廣 角鏡頭和快門組成，所攝取的圖像數據信號由數據總線14傳至圖像預處理模塊9，該模塊 是固化了數字圖像邊緣檢測、圖像分割和灰度檢測方法的數位訊號處理器。經圖像預處理 模塊9處理的圖像已除去非停車範圍的圖像信息，這些經處理後的圖像數據由數據總線14 傳送至存儲器12暫存，同時微處理器11通過數據總線14調用存儲器12中的狀態判別程 序，程序在運行過程中要用到經圖像預處理模塊9預處理後的圖像數據時，微處理器11通 過數據總線14從存儲器12中調用存於其中的經過圖像預處理模塊9處理的圖像數據，進 行圖像特徵的檢測和判別，並據此匹配車位的可能狀態，並以相應的狀態量表示，這些狀態 量通過數據總線14傳送至射頻模塊10，按照預設的通信協議由射頻天線13發射到遠程控 制中心3。遠程控制中心3是由若干計算機伺服器16和與之相連的無線接收器17組成，該 計算機伺服器16上裝有實時資料庫，專門用於存儲無線影像傳感器2從停車場實時採集的 圖像數據，而且也安裝了信號增強和車型識別應用軟體系統6，用於車位狀態的最終判別， 具有自我學習和數據存儲與處理功能。與計算機伺服器16相連接的無線接收器17是遠程 控制中心3與組成車位空置檢測網絡的各個無線影像傳感器2網絡的無線連接裝置，組成 網絡的各個無線影像傳感器2以星狀拓撲的方式直接與遠程控制中心3的無線接收器17 按照設定的通信協議無線連接，形成無線影像傳感器2網絡與遠程控制中心3的連接。由無 線影像傳感器2攝取並經預處理的特徵圖像數據信號傳至遠程控制中心3，由安裝在此系 統的信號增強與車型識別應用軟體系統6進行處理，最終準確判定車位空置與否。遠程控制中心3根據最終判斷所確定的空置車位位置，通過控制顯示車位狀態顯示系統4的驅動 軟體，實時地將車位空置信息轉化為可視化信息，在顯示終端上顯示出來，車位狀態顯示系 統4的顯示終端由LED整列組成，可以根據需要，選擇文本LED顯示屏(也可選擇圖文LED 顯示屏，計算機視頻LED顯示屏等)。除了通過LED顯示屏顯示空置車位的數量外，用戶還 可安裝泊車誘導系統5，該系統由多個安置於停車場外一定距離處的顯眼位置的LED顯示 屏組成，這些LED顯示屏的內容顯示受遠程控制中心3的控制，遠程控制中心3根據不同位 置的顯示屏顯示引導內容，包括文字提示、箭頭方向指示，引導停車者及時到達路內停車場 的空置停車位。車位狀態顯示系統4和泊車誘導系統5有時可以共用同一個LED顯示屏同 時顯示各自內容。停車場管理者可以根據實際需要，在遠程控制中心3的計算機上安裝停 車場車位管理應用軟體系統7該軟體系統的核心部分是一個管理資料庫，可以存儲停車場 每一個車位的使用情況，對車位使用情況進行跟蹤，該軟體系統可以根據資料庫的記錄生 成統計報表，停車場管理者通過統計報表能夠獲得詳細的停車場使用信息，便於停車場的 收費和管理。圖3為基於視頻技術的路內停車場車位檢測系統監控標定物示意圖。圖中的幾何 圖形可用於標定無線影像傳感器2的監控範圍。圖4為基於視頻技術的路內停車場車位檢測系統監控標定物布局側視示意圖。圖 中1是監控標定物，2是無線影像傳感器。虛線18、19、20、21表示無線影像傳感器2的視 線，虛線22表示公路中間線，23表示車位。圖5為基於視頻技術的路內停車場車位檢測系統的遠程控制中心3的組成示意 圖。它由計算機伺服器16和與之相連的無線接收器17所組成，計算機伺服器16專門用於 存儲和處理無線影像傳感器2從停車場實時採集的圖像數據，而且也安裝了信號增強和車 型識別應用軟體系統6，用於車位狀態的最終判別，具有自我學習和數據存儲與處理功能。 無線接收器17是遠程控制中心3與組成車位空置檢測網絡的各個無線影像傳感器2的無 線連接裝置。圖6為基於視頻技術的路內停車場車位檢測系統方法的完整流程圖。
權利要求
基於視頻技術的路側車位空置無線網絡檢測系統與方法，其特徵在於設有包括監控標定物、無線影像傳感器、遠程控制中心、車位狀態顯示終端，其中監控標定物系具有醒目標識的實體，設置於車位區域內的每一無線影像傳感器的監控範圍內，為無線影像傳感器提供監控範圍；無線影像傳感器包括含CCD圖像感應器件、可變焦距廣角鏡頭和快門組成的圖像動態攝取模塊、圖像預處理模塊、射頻模塊、微處理器、存儲器、射頻天線、數據總線及電源供應與管理模塊；圖像動態攝取模塊攝取標定範圍內的圖像由數據總線傳至圖像預處理模塊，該模塊是固化了數字圖像邊緣檢測、圖像分割和灰度檢測的數位訊號處理器，經圖像預處理模塊處理的圖像數據由數據總線傳送至存儲器暫存，微處理器通過數據總線調用存儲器中的狀態判別程序，程序在運行過程中要用到經圖像預處理模塊預處理後的圖像數據時，微處理器通過數據總線從存儲器中調用存於其中的經過圖像預處理模塊處理的圖像數據，進行圖像特徵的檢測和判別，並據此匹配車位的「有車」、「無車」和「待定」三種狀態，並以相應的狀態量表示，這些狀態量通過數據總線傳送至射頻模塊，按照預設的通信協議由射頻天線發射到遠程控制中心進行判定，數據總線把圖像動態攝取模塊、圖像預處理模塊、射頻模塊、微處理器、儲存器、射頻天線和電源供應與管理模塊連接起來，各模塊之間的數據傳輸與電源供給都通過數據總線；遠程控制中心包括計算機伺服器和與之相連的無線接收器組成，計算機伺服器設有實時資料庫，用於存儲無線影像傳感器實時採集的圖像數據，計算機伺服器安裝有信號增強和車型識別應用軟體，用於車位狀態的最終判別，並根據最終判斷所確定的空置車位，通過車位狀態顯示終端實時地將車位空置信息轉化為可視化信息；與計算機伺服器相連接的無線接收器是遠程控制中心與組成車位空置檢測網絡的各個無線影像傳感器網絡的無線連接裝置，組成網絡的各個無線影像傳感器以星狀拓撲的方式與遠程控制中心的無線接收器按照設定的通信協議無線連接；車位狀態顯示終端系由LED顯示屏構成。
2.根據權利要求1所述基於視頻技術的路側車位空置無線網絡檢測系統與方法，其特 徵在於還設有受遠程控制中心控制的泊車誘導系統，該系統由多個安置於停車場外顯眼 位置的LED顯示屏組成，顯示引導內容，引導停車者及時到達路內停車場的空置停車位；遠 程控制中心的計算機安裝有停車場車位管理應用軟體，.該軟體系統的核心部分是一個管 理資料庫，存儲停車場每一個車位的使用情況，對車位使用情況進行跟蹤，根據資料庫的記 錄生成統計報表，獲得詳細的停車場使用信息，作為後續的收費依據。
全文摘要
本發明公開了一種基於視頻技術的路側車位空置無線網絡檢測系統，包括監控標定物、無線影像傳感器、遠程控制中心、車位狀態顯示系統，無線影像傳感器根據監控標定物確定監控範圍，監控內容經預處理傳輸到遠程控制中心，得到車位佔用信息由車位狀態顯示終端顯示，遠程控制中心的計算機上還裝有車型識別軟體系統。本發明可以提高空置車位檢測自動化水平、減少盲目尋找車位，有利於提高監控和停車效率。
文檔編號H04N7/18GK101894482SQ20101022759
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月15日 優先權日2010年7月15日
發明者何坤賢, 張小國, 王慶, 魏運, 黃衛 申請人:東南大學