基于机器视觉的停车场‑车辆协同智能停车系统及方法技术方案

本发明专利技术请求保护一种基于机器视觉的停车场‑车辆协同智能停车系统及方法。系统由停车场服务中心、智能车辆车载设备和用户移动终端组成。停车场服务中心包括车辆跟踪、路径规划、数据管理和通信模块。车辆跟踪模块用于检测停车场行车区域内的车辆目标并获得其准确位置，包括一个全局跟踪器、多个局部视觉传感器组及对应的局部跟踪器；路径规划模块用于规划车辆当前位置到终点的行驶路径。车载设备包括通信模块和车辆控制模块。车辆控制模块根据通信模块接收的服务中心规划的路径，控制智能车辆自动驾驶到终点。用户移动终端用于向停车场服务中心发出驶入/驶出停车场的请求信息。本发明专利技术实现车辆出入停车场的自动化与智能化。

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的停车场-车辆协同智能停车系统及方法
本专利技术属于智能交通及自动控制领域，具体涉及一种基于机器视觉的停车场-车辆协同的智能停车系统及方法。
技术介绍
传统停车场仅实现了计时收费、车位查询等简单的服务功能。室内停车场通常具有环境复杂、道路狭窄、视野不开阔等特点，车辆在驶入时对空闲车位的寻找以及在驶出时对车辆的寻找都较为麻烦。此外，目前针对智能车辆停车问题的解决方案通常只局限于自动泊车，停车场与车辆之间缺乏有效的协同，不能提供更高质量的停车服务，自动化与智能化水平不高。中国专利申请：一种智能辅助泊车方法及其实现系统(申请号：201210429726.8)公开了一种智能辅助泊车方法及其实现系统，该系统能够实现任意起始位置引导车辆泊入停车位，主要涉及自动泊车时的路径规划方法，车辆与停车场之间无协同。中国专利申请：视觉辅助系统和引导车辆的方法(申请号：200580045956.2)公开了一种视觉辅助系统和引导车辆的方法，该系统由GPS获得位置数据和视觉传感器获得的视觉位置数据加权得到车辆位置，以GPS为主，视觉为辅助，不适用于室内停车场自动停车需求。中国专利申请：一种与智能停车场协同的智能车辆自动驾驶系统和方法(申请号：201610107483.4)公开了一种与智能停车场协同的智能车辆自动驾驶系统和方法，该方法实现了车辆与停车场之间的协同，但后台服务系统只进行位置分配与地图传输，而环境检测与路径规划由车辆进行，依赖于车载传感器的支持。中国专利申请：基于分布式视觉的停车场-车辆协同智能停车系统及方法(申请号201610228232.1)公开了一种基于分布式视觉的停车场-车辆协同智能停车系统及方法，由停车场服务中心通过分布式视觉传感器覆盖停车场区域来检测目标运动状态及障碍物，分配停车位置并规划车辆行驶路径。该方法采用分布式结构，每个视觉传感器都需要一个局部跟踪器模块，在视觉传感器数量较多时成本会比较高。中国专利申请：基于集中式视觉的停车场-车辆协同的智能停车系统及方法(申请号：201710100828.8)公开了一种基于集中式视觉的停车场-车辆协同的智能停车系统及方法，系统中的全部视觉传感器均把图像传送到停车场服务中心，由服务中心对所有图像进行融合后再检测车辆目标，在大型停车场视觉传感器数量较多时服务中心处理能力难以满足实时性要求。本专利技术针对室内停车场的车辆自动驶入/驶出需求，提出一种基于机器视觉的停车场与智能车辆协同的智能停车系统和方法，采用混合式的多视觉传感器融合跟踪系统方案，能实现车辆出入停车场的自动化与智能化，并兼顾停车系统的成本及实时性。
技术实现思路
本专利技术旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种兼顾了停车系统的成本及实时性，能对大型停车场提供有效支持的基于机器视觉的停车场-车辆协同智能停车系统及方法。本专利技术的技术方案如下：一种基于机器视觉的停车场-车辆协同智能停车系统，包括停车场服务中心、智能车辆车载设备和用户移动终端三部分，所述停车场服务中心包括车辆跟踪模块、路径规划模块、数据管理模块以及停车场通信模块，所述车辆跟踪模块是一个混合式的多视觉传感器融合跟踪系统，用于得到停车场局部视图，从停车场局部视图中检测出车辆目标，进行跟踪滤波获得车辆目标的运动状态，对若干个目标运动状态进行融合，获得停车场内各运动车辆的当前位置及姿态，并构造停车场实时地图；所述路径规划模块根据停车场实时地图、智能车辆当前位置以及终点规划出行驶路径；所述数据管理模块用于对车位数据进行查询、分配与更新，并存储停车场实时地图、运动车辆目标的位置及其行驶路径；停车场通信模块用于接收来自用户移动终端的驶入/驶出请求，将规划的行驶路径发送到智能车辆，并将智能车辆当前位置与终点位置发送给用户移动终端；所述智能车辆车载设备包括车辆通信模块与车辆控制模块，车辆通信模块用于接收来自停车场服务中心的规划的本车行驶路径；车辆控制模块根据接收到的停车场服务中心规划的路径，控制智能车辆按该路径自动驾驶到终点；所述用户移动终端用于向停车场服务中心发出驶入/驶出停车场的请求信息，并接收停车场服务中心发送的处理结果。进一步的，所述车辆跟踪模块包括一个全局跟踪器、多个局部视觉传感器组及传感器组对应的局部跟踪器，其中每个局部视觉传感器组的观测范围覆盖停车场的一个局部区域，所有局部视觉传感器组的观测范围覆盖停车场的全部出入口区域及行车路径区域，每一个局部视觉传感器组对应一个局部跟踪器，对局部视觉传感器组中的多个传感器获得的图像进行变换与融合，得到局部视图，并从局部视图中检测出车辆目标，进行跟踪滤波获得车辆目标的运动状态，发送给全局跟踪器，全局跟踪器对来自各局部跟踪器的目标运动状态进行融合，获得停车场内各运动车辆的当前位置及姿态，并构造停车场实时地图。进一步的，所述局部跟踪器组中的每一个局部跟踪器对应一组局部视觉传感器，通过视觉传感器组采集图像，进行矫正处理和逆投影变换，将各图像视角统一变换到俯视角度，进行配准和拼接，得到对应局部区域的局部视图，再根据局部视图检测车辆目标，进行跟踪滤波得到车辆目标运动状态，并将其发送给全局跟踪器；所述全局跟踪器对来自各局部跟踪器的车辆目标运动状态进行融合，获得停车场内各运动车辆的当前位置及姿态，并更新停车场实时地图。进一步的，智能车辆驶入停车场时的终点是路径规划模块规划为该车辆分配的车位位置，智能车辆驶出停车场时的终点是用户请求的停车场出口位置；在车辆驶入停车场时，数据管理模块根据给定的车位分配方法查找合适的空闲车位及其坐标，并更新空闲车位信息；在车辆驶出停车场时，数据管理模块根据车辆信息查找停放位置，根据出口位置查找出口在实时地图的坐标，并在驶出任务完成后更新空闲车位信息。一种所述系统的基于机器视觉的停车场-车辆协同智能停车方法，其车辆驶入停车场包括以下步骤：1)当智能车辆行驶到停车场入口时，车主利用用户移动终端向停车场服务中心发送车辆当前位置以及驶入请求；2)停车场服务中心通过停车场通信模块接收步骤1)中用户移动终端发送的驶入请求，进行身份验证后，将车辆当前位置信息以及驶入请求转发给数据管理模块，由数据管理模块分配空闲车位，确定空闲车位位置；3)停车场服务中心车辆跟踪模块通过各局部视觉传感器组及相应的局部跟踪器获得局部视图，并从局部视图中检测出车辆目标，再通过全局跟踪器进行融合获得停车场内各运动车辆的当前位置及姿态，构造停车场实时地图；4)停车场服务中心路径规划模块以智能车辆当前位置为起点，以分配的车位位置为终点，根据步骤3)中停车场实时地图规划智能车辆行驶路径；5)停车场服务中心通信模块将智能车辆的当前位置、姿态以及规划的车辆行驶路径发送给智能车辆，并将智能车辆当前位置与分配的车位位置发送给用户移动终端；6)智能车辆车载设备通信模块接收步骤5)中的智能车辆的当前位置、姿态以及规划的车辆行驶路径；7)智能车辆车载设备车辆控制模块根据步骤6)中车辆通信模块接收到的信息控制智能车辆自动驾驶；8)重复步骤3)～7)，直到智能车辆驶入指定车位，驶入任务结束。进一步的，车辆驶出停车场包括以下步骤：(1)车主利用用户移动终端向停车场服务中心发送车辆身份、驶出请求以及出口位置；(2)停车场服务中心通信模块接收到驶出请求，进行身份验本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器视觉的停车场‑车辆协同智能停车系统，包括停车场服务中心、智能车辆车载设备和用户移动终端三部分，其特征在于，所述停车场服务中心包括车辆跟踪模块、路径规划模块、数据管理模块以及停车场通信模块，所述车辆跟踪模块是一个混合式的多视觉传感器融合跟踪系统，用于得到停车场局部视图，从停车场局部视图中检测出车辆目标，进行跟踪滤波获得车辆目标的运动状态，对若干个目标运动状态进行融合，获得停车场内各运动车辆的当前位置及姿态，并构造停车场实时地图；所述路径规划模块根据停车场实时地图、智能车辆当前位置以及终点规划出行驶路径；所述数据管理模块用于对车位数据进行查询、分配与更新，并存储停车场实时地图、运动车辆目标的位置及其行驶路径；停车场通信模块用于接收来自用户移动终端的驶入/驶出请求，将规划的行驶路径发送到智能车辆，并将智能车辆当前位置与终点位置发送给用户移动终端；所述智能车辆车载设备包括车辆通信模块与车辆控制模块，车辆通信模块用于接收来自停车场服务中心的规划的本车行驶路径；车辆控制模块根据接收到的停车场服务中心规划的路径，控制智能车辆按该路径自动驾驶到终点；所述用户移动终端用于向停车场服务中心发出驶入/驶出停车场的请求信息，并接收停车场服务中心发送的处理结果。...

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的停车场-车辆协同智能停车系统，包括停车场服务中心、智能车辆车载设备和用户移动终端三部分，其特征在于，所述停车场服务中心包括车辆跟踪模块、路径规划模块、数据管理模块以及停车场通信模块，所述车辆跟踪模块是一个混合式的多视觉传感器融合跟踪系统，用于得到停车场局部视图，从停车场局部视图中检测出车辆目标，进行跟踪滤波获得车辆目标的运动状态，对若干个目标运动状态进行融合，获得停车场内各运动车辆的当前位置及姿态，并构造停车场实时地图；所述路径规划模块根据停车场实时地图、智能车辆当前位置以及终点规划出行驶路径；所述数据管理模块用于对车位数据进行查询、分配与更新，并存储停车场实时地图、运动车辆目标的位置及其行驶路径；停车场通信模块用于接收来自用户移动终端的驶入/驶出请求，将规划的行驶路径发送到智能车辆，并将智能车辆当前位置与终点位置发送给用户移动终端；所述智能车辆车载设备包括车辆通信模块与车辆控制模块，车辆通信模块用于接收来自停车场服务中心的规划的本车行驶路径；车辆控制模块根据接收到的停车场服务中心规划的路径，控制智能车辆按该路径自动驾驶到终点；所述用户移动终端用于向停车场服务中心发出驶入/驶出停车场的请求信息，并接收停车场服务中心发送的处理结果。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的停车场-车辆协同智能停车系统，其特征在于，所述车辆跟踪模块包括一个全局跟踪器、多个局部视觉传感器组及传感器组对应的局部跟踪器，其中每个局部视觉传感器组的观测范围覆盖停车场的一个局部区域，所有局部视觉传感器组的观测范围覆盖停车场的全部出入口区域及行车路径区域，每一个局部视觉传感器组对应一个局部跟踪器，对局部视觉传感器组中的多个传感器获得的图像进行变换与融合，得到局部视图，并从局部视图中检测出车辆目标，进行跟踪滤波获得车辆目标的运动状态，发送给全局跟踪器，全局跟踪器对来自各局部跟踪器的目标运动状态进行融合，获得停车场内各运动车辆的当前位置及姿态，并构造停车场实时地图。3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的停车场-车辆协同智能停车系统，其特征在于，所述局部跟踪器组中的每一个局部跟踪器对应一组局部视觉传感器，通过视觉传感器组采集图像，进行矫正处理和逆投影变换，将各图像视角统一变换到俯视角度，进行配准和拼接，得到对应局部区域的局部视图，再根据局部视图检测车辆目标，进行跟踪滤波得到车辆目标运动状态，并将其发送给全局跟踪器；所述全局跟踪器对来自各局部跟踪器的车辆目标运动状态进行融合，获得停车场内各运动车辆的当前位置及姿态，并更新停车场实时地图。4.根据权利要求1或2或3所述的基于机器视觉的停车场-车辆协同智能停车系统，其特征在于，智能车辆驶入停车场时的终点是路径规划模块规划为该车辆分配的车位位置，智能车辆驶出停车场时的终点是用户请求的停车场出口位置；在车辆驶入停车场时，数...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑明，宋林杰，曾素华，李银国，曹诗琪，田甄，刘倩茹，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50