停车场车辆定位系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种停车场车辆定位系统及方法，该系统包括：安装支架、传感器模块、无线传输模块、供电模块、主控计算机；其中：所述安装支架，用于将所述传感器模块、无线传输模块、供电模块、主控计算机安装于停车场顶棚；所述供电模块，用于向传感器模块、无线传输模块、主控计算机提供电能；所述传感器模块，用于获取停车场中目标车辆的RGB信息和深度信息；所述主控计算机，用于对所述RGB信息和深度信息进行分析处理后，获得目标车辆的位姿信息和车牌信息；所述无线传输模块，用于向目标车辆发送位姿和车牌信息。本发明专利技术可实现在无GNSS的停车场环境下提供高精度实时定位的目的，成本低，操作简单，易于安装。易于安装。易于安装。

【技术实现步骤摘要】
停车场车辆定位系统及方法


[0001]本专利技术涉及车辆定位
，具体地，涉及一种停车场车辆定位系统及方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济水平和人们生活水平的提高，汽车拥有量也逐渐增多，交通效率低下已成为制约人们生活乃至发展的严重问题。停车场是生活中很常见的环境，其规模也在不断地扩大，驾驶员和乘客正面临着停车难、找车难的问题。自主代客泊车系统有望解决这一问题，停车场的车辆定位是该系统的关键环节。
[0003]在室内停车场的环境中，由于建筑墙体遮挡，无法接收到GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)信号，不能采用GNSS定位方案。当前实现地下停车场定位的方法主要有UWB(Ultra Wideband，超宽带)定位系统、磁钉定位系统、激光雷达定位和视觉定位系统系统。
[0004]但是，UWB定位系统依靠无线设备，它需要部署大量的基站设备，成本昂贵。磁钉定位系统虽然可以确保准确性，但是容易损坏，维护成本高。激光雷达定位系统虽然相对精确稳定，但是需要车辆配备昂贵的激光雷达设备，难以量产。单目、双目视觉定位系统，对光线敏感，停车场光线不易控制，难以保证稳定性。
[0005]经过检索发现：
[0006]授权公告号为CN109035841B的中国专利技术专利《停车场车辆定位系统及方法》，包括：安装支架、传感器模块、供电模块、主控计算机；其中：所述安装支架，用于将所述传感器模块、供电模块、主控计算机安装于车辆顶部；所述供电模块，用于向所述传感器模块、主控计算机提供电能；所述传感器模块，用于获取停车场的RGB信息和深度信息；所述主控计算机，用于对所述RGB信息和深度信息进行分析处理后，结合停车场离线地图来获得车辆的定位信息。本专利技术可实现在无GNSS的停车场环境下提供高精度实时定位的目的，成本低，操作简单，易于安装。但是该方法仍然存在如下问题：
[0007]该方法在车辆上安装RGBD传感器，通过建图与定位技术实现定位。但是需要对车辆进行改造，难以大规模的推广和部署。
[0008]目前没有发现同本专利技术类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

技术实现思路

[0009]本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种停车场车辆定位系统及方法。
[0010]根据本专利技术的一个方面，提供了一种停车场车辆定位系统，其特征在于，包括：安装支架、传感器模块、无线传输模块、供电模块以及主控计算机；其中：
[0011]所述安装支架，用于将所述传感器模块、无线传输模块、供电模块和主控计算机安装于停车场顶棚；
[0012]所述供电模块，用于向所述传感器模块、无线传输模块和主控计算机提供电能；
[0013]所述传感器模块，采用RGB
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D相机，用于获取停车场中目标车辆的RGB图像信息和深度图像信息；
[0014]所述主控计算机，用于对所述RGB图像信息和深度图像信息进行分析处理，获得目标车辆的位姿信息和车牌信息；其中，所述主控计算机模，包括：
[0015]图像预处模块，该模块根据RGB
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D相机标定参数，对所述RGB图像和深度图像进行对齐；根据预处理算法，对对齐后的所述RGB图像和深度图像进行处理，获得当前环境预处理后的RGB图像和深度图像；
[0016]车牌识别模块，该模块根据车牌识别算法，从预处理后的所述RGB图像中识别目标车辆的车牌信息；
[0017]目标检测模块，该模块根据目标检测算法，从预处理后的所述RGB图像中检测出目标车辆的包围框；
[0018]目标定位模块，该模块根据目标定位算法，结合所述包围框和预处理后的所述深度图像，获得目标车辆连续的位姿信息；其中，所述目标定位模块，包括：
[0019]数据转换单元，该单元根据所述包围框和预处理后的所述深度图像，结合所述RGB
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D相机标定参数，获得目标车辆的当前点云数据；
[0020]初始位姿获取单元，该单元仅在目标车辆第一次被所述目标检测算法检测到时执行；该单元根据粗匹配算法和精匹配算法对所述目标车辆的当前帧点云数据和目标车辆的完整点云数据进行匹配，获得目标车辆的初始位姿，并根据所述RGB
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D相机标定参数，将所述初始位姿从图像坐标系转换到世界坐标系；
[0021]目标跟踪单元，该单元对目标车辆进行前一帧点云数据和当前帧点云数据关联，以获得目标车辆连续的位姿信息；
[0022]所述无线传输模块，用于向目标车辆发送位姿和车牌信息。
[0023]优选地，所述安装支架为可装卸机构，并能够根据停车场的部署范围进行调整。
[0024]优选地，所述传感器模块包括至少一个RGB
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D相机，其中，所述RGB
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D相机安装于停车场道路和停车位区域的停车场顶棚位置，并朝向停车场的地面。
[0025]优选地，所述RGB
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D相机的镜头方向与地面的夹角根据停车场顶棚的实际高度进行调整，实现采集目标车辆的RGB图像和深度图像；和/或
[0026]所述RGB
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D相机能够主动获取深度图像信息(包括所有的深度图像信息)。
[0027]优选地，所述RGB
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D相机标定参数，根据张正友标定算法获得。
[0028]优选地，所述预处理算法，包括RGB图像预处理算法和深度图像预处理算法；其中：
[0029]所述RGB图像预处理算法用于对RGB图像进行亮度均衡；
[0030]所述深度图像预处理算法用于对深度图像进行外点去除。
[0031]优选地，所述目标检测算法，包括：
[0032]构建用于目标检测的深度神经网络；
[0033]对所述深度神经网络进行训练；
[0034]利用训练后的所述深度神经网络从预处理后的所述RGB图像中检测出目标车辆的包围框。
[0035]优选地，所述包围框，包括：目标车辆在RGB图像中的中心点和四个角点的位置。
[0036]优选地，所述粗匹配算法，采用快速点特征直方图算法分别提取目标车辆的当前帧点云数据和完整点云数据的点云特征点，并采用随机抽样一致算法对当前帧点云特征点和完整点云特征点进行匹配，计算目标车辆的粗匹配结果。
[0037]优选地，所述精匹配算法，结合所述粗匹配结果，采用迭代最近点算法，通过不断迭代最小化目标车辆的当前帧点云数据和完整点云数据的对应点，来获得目标车辆的初始位姿。
[0038]优选地，所述对目标车辆进行前一帧点云数据和当前帧点云数据关联，包括：根据前一帧点云数据的位姿，采用迭代最近点算法匹配当前帧点云数据和前一帧点云数据，获得当前帧点云数据的位姿，实现当前帧点云和前一帧点云的数据关联。
[0039]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种停车场车辆定位方法，包括：
[0040]获取停车场中目标车辆的RG本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种停车场车辆定位系统，其特征在于，包括：安装支架、传感器模块、无线传输模块、供电模块以及主控计算机；其中：所述安装支架，用于将所述传感器模块、无线传输模块、供电模块和主控计算机安装于停车场顶棚；所述供电模块，用于向所述传感器模块、无线传输模块和主控计算机提供电能；所述传感器模块，采用RGB
‑
D相机，用于获取停车场中目标车辆的RGB图像信息和深度图像信息；所述主控计算机，用于对所述RGB图像信息和深度图像信息进行分析处理，获得目标车辆的位姿信息和车牌信息；其中，所述主控计算机模，包括：图像预处模块，该模块根据RGB
‑
D相机标定参数，对所述RGB图像和深度图像进行对齐；根据预处理算法，对对齐后的所述RGB图像和深度图像进行处理，获得当前环境预处理后的RGB图像和深度图像；车牌识别模块，该模块根据车牌识别算法，从预处理后的所述RGB图像中识别目标车辆的车牌信息；目标检测模块，该模块根据目标检测算法，从预处理后的所述RGB图像中检测出目标车辆的包围框；目标定位模块，该模块根据目标定位算法，结合所述包围框和预处理后的所述深度图像，获得目标车辆连续的位姿信息；其中，所述目标定位模块，包括：数据转换单元，该单元根据所述包围框和预处理后的所述深度图像，结合所述RGB
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D相机标定参数，获得目标车辆的当前点云数据；初始位姿获取单元，该单元仅在目标车辆第一次被所述目标检测算法检测到时执行；该单元根据粗匹配算法和精匹配算法对所述目标车辆的当前帧点云数据和目标车辆的完整点云数据进行匹配，获得目标车辆的初始位姿，并根据所述RGB
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D相机标定参数，将所述初始位姿从图像坐标系转换到世界坐标系；目标跟踪单元，该单元对目标车辆进行前一帧点云数据和当前帧点云数据关联，以获得目标车辆连续的位姿信息；所述无线传输模块，用于向目标车辆发送位姿和车牌信息。2.根据权利要求1所述的停车场车辆定位系统，其特征在于，所述安装支架为可装卸机构，并能够根据停车场的部署范围进行调整。3.根据权利要求1所述的停车场车辆定位系统，其特征在于，所述传感器模块包括至少一个RGB
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D相机，其中，所述RGB
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D相机安装于停车场道路和停车位区域的停车场顶棚位置，并朝向停车场的地面。4.根据权利要求2所述的停车场车辆定位系统，其特征在于，所述RGB
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D相机的镜头方向与地面的夹角根据停车场顶棚的实际高度进行调整，实现采集目标车辆的RGB图像和深度图像；和/或所述RGB
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D相机能够主动获取深度图像信息。5.根据权利要求1所述的停车场车辆定位系统，其特征在于，所述RGB
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【专利技术属性】
技术研发人员：贺越生，杨明，赵恒旺，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：