本发明涉及一种基于视觉识别的停车场车位实时引导嵌入式装置，属于交通控制技术领域。
背景技术：
随着私家车的大量普及，停车难成为阻碍人们出行的一大主要困难，如果在停车时寻车位时间过长，将严重影响停车场停车效率，让驾驶员耗费过多不必要的时间。在很多地方的大型停车场里，若遇到停车高峰期，当车辆进入停车场后，很难在短时间内找到少部分的空闲车位，目前也没有很有效的解决方案，从而造成大量待停车辆一直在停车场的道路中不必要地停留，同时造成停车场内的交通拥堵。因此需要设计一个合适的装置进行停车引导，使得每辆进入停车场的车辆都可以迅速而准确找到合适的车位，在方便的车辆停车的同时，缓解了停车场内交通的拥堵。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种基于视觉识别的停车场车位实时引导嵌入式装置，用于解决停车场车辆无法迅速而准确的找到停车位的问题。
本发明技术方案是：一种基于视觉识别的停车场车位实时引导嵌入式装置，包括若干个监控摄像头、若干个引导装置，中央服务器4；中央服务器4包括无线通讯模块、视频处理模块、停车引导模块、存储器；
所述若干个监控摄像头安装在停车场入口以及停车场内各个路口处，用于获取到达此安装位置的车的视频信息；
所述若干个引导装置安装停车场内各个路口处用于通过箭头式指示灯闪烁以及扬声器语音播报为车辆指示方向；
所述若干个监控摄像头通过无线通讯模块与视频处理模块连接，视频处理模块与停车引导模块连接，停车引导模块再与若干个引导装置相连接；
所述视频处理模块用于通过车辆视频信息来识别车牌号、车型；
所述停车引导模块用于通过最短路算法为车辆找寻最佳停车路线并把路线信息通过无线通讯模块发送给引导装置；
所述存储器用于存储识别的车辆信息、空闲车位信息、已经占用的车位信息、停车场路径信息。
所述监控摄像头包括stm32单片机、ov7670摄像头、nrf905无线通讯模块；ov7670摄像头的ovscl引脚连接stm32单片机的pd3引脚，ovsda引脚连接stm32单片机的pg13引脚，ovd0-ovd7引脚连接stm32单片机的pc0-pc7引脚，ov_sda引脚连接stm32单片机的pg13引脚，ov_scl引脚连接stm32单片机的pd3引脚，fifo_rclk引脚连接stm32单片机的pb4引脚，fifo_wen引脚连接stm32单片机的pb3引脚，fifo_wrst引脚连接stm32单片机的pd6引脚，fifo_rrst引脚连接stm32单片机的pg14引脚，fifo_oe引脚连接stm32单片机的pg15引脚，ov_vsync引脚连接stm32单片机的pa8引脚，nrf905的txr_ce引脚连接stm32单片机的pa1引脚，tx_en引脚连接stm32单片机的pa0引脚，pwr_up引脚连接stm32单片机的pa2引脚，cd引脚连接stm32单片机的pa3引脚，csn引脚连接stm32单片机的pb0引脚，am引脚连接stm32单片机的pa5引脚，mosi引脚连接stm32单片机的pa6引脚，miso引脚连接stm32单片机的pa7引脚，sck引脚连接stm32单片机的pc5引脚，dr引脚连接stm32单片机的pa4引脚。
所述引导装置包括方向指示灯、扬声器、无线通讯模块、80c51单片机；80c51单片机的p1.0引脚依次连接绿色发光二极管d1、电阻r1、高电平，80c51单片机的p1.6引脚依次连接绿色发光二极管d2、电阻r2、高电平，晶振x1的两端连接xtal1引脚和xtal2引脚、电容c1和c2并接入低电平，rst引脚分别连接r3和c3，r3的另一端接低电平，c3另一端接高电平，ea引脚接高电平，三极管q1的基极与单片机的p0.0引脚相连，电容c4、电阻r4并联在三极管q1的基极与发射极之间，三极管的集电极与扬声器ls1相连，扬声器的另一端接高电平。
所述无线通讯模块负责接收若干监控摄像头传来的监控信息，以及向引导装置发出处理后的引导命令，控制其向待停车辆发出车位引导信息；
所述视频处理模块通过计算机视觉算法对颜色和形状的识别，判断车辆的到来；通过对监控摄像头采集视频图像识别，实现车牌号的识别；采用计算机视觉算法中的haar特征对车牌进行整体的定位跟踪，并加之adaboost迭代算法，通过机器学习不断反馈学习，对其进行准确定位；识别车牌文字过程由分割文字图像区域，通过模板差值识别两部分组成；在基于上述adaboost识别车牌位置后，将图像进行二值化转换，并按照车牌中文字出现区域对已识别的车牌图像进行切割；识别前分别建立模板，对切割出的文字图像切片进行旋转和缩放操作，并与模板进行差值，差值最低表明相似度最高，将切割图像切片按出现顺序分别对应相似度最高的模板所代表文字，实现车牌字符识别功能；
所述停车引导模块获取停车场当前空闲车位以及待停车辆被检测到的位置，通过最短路径算法，计算出车辆达到最近的可用空闲车位的最佳路线，并向引导装置发出命令，使此条路径上的引导装置对车辆进行引导，以达到快速停车的目的。
本发明的有益效果是：本发明设计新颖，监控摄像头采集的信息通过无线通讯模块发送到中央服务器并通过视觉算法来检测当前到来的车辆信息，服务器计算出从车辆当前位置到达空闲车位的最近路径，并控制引导装置向车辆发出引导指示，可以直接有效地引导车辆快速完成停车，解决了驾驶员找寻车位的麻烦，缓解了停车场内交通的拥堵，符合智慧城市、智能交通的宗旨。
附图说明
图1为本发明的总体结构图；
图2为监控摄像头电路图；
图3为停车场设备安装示意图；
图4为引导装置电路图。
图1-4中各标号：1-监控摄像头，2--引导装置，3-车位，4-中央服务器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1-4所示，一种基于视觉识别的停车场车位实时引导嵌入式装置，包括若干个监控摄像头、若干个引导装置，中央服务器4；中央服务器4包括无线通讯模块、视频处理模块、停车引导模块、存储器；
所述若干个监控摄像头安装在停车场入口以及停车场内各个路口处，用于获取到达此安装位置的车的视频信息；
所述若干个引导装置安装停车场内各个路口处用于通过箭头式指示灯闪烁以及扬声器语音播报为车辆指示方向；
所述若干个监控摄像头通过无线通讯模块与视频处理模块连接，视频处理模块与停车引导模块连接，停车引导模块再与若干个引导装置相连接；
所述视频处理模块用于通过车辆视频信息来识别车牌号、车型；
所述停车引导模块用于通过最短路算法为车辆找寻最佳停车路线并把路线信息通过无线通讯模块发送给引导装置；
所述存储器用于存储识别的车辆信息、空闲车位信息、已经占用的车位信息、停车场路径信息。
进一步的，所述监控摄像头包括stm32单片机、ov7670摄像头、nrf905无线通讯模块；ov7670摄像头的ovscl引脚连接stm32单片机的pd3引脚，ovsda引脚连接stm32单片机的pg13引脚，ovd0-ovd7引脚连接stm32单片机的pc0-pc7引脚，ov_sda引脚连接stm32单片机的pg13引脚，ov_scl引脚连接stm32单片机的pd3引脚，fifo_rclk引脚连接stm32单片机的pb4引脚，fifo_wen引脚连接stm32单片机的pb3引脚，fifo_wrst引脚连接stm32单片机的pd6引脚，fifo_rrst引脚连接stm32单片机的pg14引脚，fifo_oe引脚连接stm32单片机的pg15引脚，ov_vsync引脚连接stm32单片机的pa8引脚，nrf905的txr_ce引脚连接stm32单片机的pa1引脚，tx_en引脚连接stm32单片机的pa0引脚，pwr_up引脚连接stm32单片机的pa2引脚，cd引脚连接stm32单片机的pa3引脚，csn引脚连接stm32单片机的pb0引脚，am引脚连接stm32单片机的pa5引脚，mosi引脚连接stm32单片机的pa6引脚，miso引脚连接stm32单片机的pa7引脚，sck引脚连接stm32单片机的pc5引脚，dr引脚连接stm32单片机的pa4引脚。
进一步的，所述引导装置包括方向指示灯、扬声器、无线通讯模块、80c51单片机；80c51单片机的p1.0引脚依次连接绿色发光二极管d1、电阻r1、高电平，80c51单片机的p1.6引脚依次连接绿色发光二极管d2、电阻r2、高电平，晶振x1的两端连接xtal1引脚和xtal2引脚、电容c1和c2并接入低电平，rst引脚分别连接r3和c3，r3的另一端接低电平，c3另一端接高电平，ea引脚接高电平，三极管q1的基极与单片机的p0.0引脚相连，电容c4、电阻r4并联在三极管q1的基极与发射极之间，三极管的集电极与扬声器ls1相连，扬声器的另一端接高电平。
进一步的，所述无线通讯模块负责接收若干监控摄像头传来的监控信息，以及向引导装置发出处理后的引导命令，控制其向待停车辆发出车位引导信息；
所述视频处理模块通过计算机视觉算法对颜色和形状的识别，判断车辆的到来；通过对监控摄像头采集视频图像识别，实现车牌号的识别；因为车牌的形态比较规范，外观线条比较简单，所以这里采用计算机视觉算法中的haar特征对车牌进行整体的定位跟踪，并加之adaboost迭代算法，通过机器学习不断反馈学习，达到更高的定位准确度，即使因为环境有所变化，导致监控视频中的车牌的相对位置、颜色信息发生变化，算法依然可以对其进行准确定位；识别车牌文字过程由分割文字图像区域，通过模板差值识别两部分组成；在基于上述adaboost识别车牌位置后，将图像进行二值化转换，并按照车牌中文字出现区域对已识别的车牌图像进行切割；在汽车车牌中第一位为汉字，有50余种，其余六个字符分别为大写英文字符和数字（字母o和l不使用），共有34种，识别前分别建立模板，对切割出的文字图像切片进行旋转和缩放操作，并与模板进行差值，差值最低表明相似度最高，将切割图像切片按出现顺序分别对应相似度最高的模板所代表文字，实现车牌字符识别功能；
所述停车引导模块获取停车场当前空闲车位以及待停车辆被检测到的位置，通过最短路径算法，计算出车辆达到最近的可用空闲车位的最佳路线，并向引导装置发出命令，使此条路径上的引导装置对车辆进行引导，以达到快速停车的目的。
当车牌号为云a15620的白色小轿车进入停车场时，位于入口的监控摄像头采集到视频信息发送给视频处理模块，通过视觉算法记录下车辆的各项信息，存入数据库，这里命名为车辆a。当该小轿车进入停车场内寻位，到达某个路口时，安装于路口前方的监控摄像头采集到视频信息发送给视频处理模块识别到该车辆的车牌、车型后，匹配到数据库中的车辆a，并根据其目前所在的位置，搜索到前方左转再右转后有一个合适的空闲车位，中央服务器向车辆前方的路口处的引导装置发送命令，点亮左转的箭头式指示灯，并通过扬声器播报“请车牌号为云a15620的白色小轿车左转”的语音提示，当车辆a左转后，新到达的道路前方路口的监控摄像头再次识别到其为车辆a，则继续控制当前引导装置点亮右转的箭头式指示灯，并通过扬声器播报“请车牌号为云a15620的白色小轿车右转”的语音提示，引导小车完成左转、右转的行驶，到达空闲停车位。一旦车辆在某个路口未按照引导指示行驶，则取消之前的一系列引导命令，当前路口监控摄像头重新进行检测，并由中央服务器再次找寻最佳停车位，控制引导装置再次指示车辆进行新路线的行驶。成功停车后，将车辆停车信息记录在数据库中，以便后续车辆的引导路线计算。
本装置工作时，监控摄像头将视频信息通过nrf905无线通讯模块发送回中央服务器，接收到视频信息后中央服务器的视频处理模块对车辆进行检测，识别其车牌号、车型、颜色等信息，与数据库中的车辆进行匹配，并搜索最近空闲车位，通过最短路算法为车辆找寻最佳停车路线，生成引导装置的控制命令，并通过无线通讯模块发送给各引导装置，引导装置收到控制命令后，通过箭头式指示灯闪烁以及扬声器语音播报为车辆指示方向，驾驶员只需按照指示进行行驶即可迅速到达空闲停车位，通过动态地车位分配，可以有序地安排停车场内各处待停车辆的停车位，使得整个停车场道路利用率大大提高，降低了拥堵，方便了车辆。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。