专利名称：大场景停车场智能管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种停车场管理技术领域的系统，具体地说，涉及的是一种大场景停 车场智能管理系统。
背景技术：
随着社会的发展和人们生活水平的提高，我国私有汽车保有量快速增长，因而对 停车的需求大幅度增加，从而对停车场规模和停车场管理效率的要求也越来越高。在停车 场布局完成后，如何方便车辆停放，提高车辆安全性，降低运营成本，完善停车场管理就显 得尤为重要。针对智能停车场管理系统，国内外学者已经做了大量的研究，但大部分都还停留 在对停车场门禁方面的管理，往往忽视了停车场内的情况及车位的动态变化情况。比如有 些人提出基于射频识别技术的停车场管理系统，该系统利用RFID卡对车辆出入库状态以 及收费进行了统计；还有人提出智能小区的停车场管理系统，该系统利用IC卡和地感线圈 相结合的方式对车辆进行有效的出入管理。如中国发明专利申请停车场管理系统及方法，申请号200810218767. 6，该专利 提供“一种停车场管理系统及方法，其透过提供主动式射频识别标签供用车人放置于车辆 内，以使后端的数据处理模块能够由主动式射频识别标签所发出的射频信号得知此车辆的 停放位置，并藉由影像撷取及识别模块或被动式射频识别标签，使得用车人在取车时仅需 输入其车号或利用被动式射频识别标签所发出的射频信号，即可从数据处理模块获得车辆 停放位置的相关信息。”
又如中国发明专利申请基于视频技术的路侧停车场管理系统，申请号 200510127612. 8，该专利提供一种“基于视频技术的路侧停车场管理系统属于城市室外停 车场监控及管理技术领域，该系统含有路侧停车场上方的CCD摄像机，提取车辆电子号牌 的远距离读卡器，与CCD摄像机相连的视频车位检测器；远程管理数据服务器通过数字通 信网从远距离读卡器接收车辆的电子号牌，记录其入场时间，从视频车位检测器接收车位 占用信息及车位压缩图像，计算其出场时间；收费服务器通过数字通信网从远程管理数据 服务器接收车辆电子号牌、停车时间、停车费用，与车主进行电子结算后，通知远程管理数 据服务器，远程管理数据服务器将停车收费情况通知车主，还可发布车位信息。”
上述的专利技术方案虽然能带来一定的效果，但是还是忽视了停车场内的情况及车位 的动态变化情况，对于大场景停车场的监控并不是很理想。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供一种大场景停车场智能管理 系统，在多摄像头协同跟踪技术的基础上，充分考虑停车场现状，不仅对停车场出入口进行 管理，还对停车场内区域进行监控，能够有效地完成对宽场地停车场的监控任务。为实现上述的目的，本发明所述的大场景停车场智能管理系统，包括计算机管理中心收集停车场的信息，并将信息相关处理数据传送给各个显示屏，并及 时更新；
监控摄像头停车场出入口、停车场内不同区域均装有摄像头，有效监控停车场各个区 域并获取有效信息，从入口处开始到车辆进入停车场内直到车辆离开，整个过程对车辆进 行连续无缝的跟踪。其中入口处为高清摄像机，其他为普通摄像头；
显示屏24小时全天候使用，显示屏包括监控室综合信息显示屏、入口车位信息显示 屏、车位引导显示屏；
自动栅栏机控制车辆出入，具有自动反弹防砸车保护功能；
上述系统采用基于摄像头和车辆对应关系下的多摄像头协同跟踪策略，即车辆在单 个摄像头视域内，记录下车辆的状态信息；车辆在多摄像头的重叠视域内，根据最小误差方 法求出车辆的状态信息；车辆脱离任一摄像头视域，根据卡尔曼滤波预测的方法估计出车 辆的状态信息。所述监控摄像头，实现以下任务1)实现入口的车辆信息采集和控制，为符合停 车条件的车辆分配车位；幻通过检测车位状态变化并由计算机管理中心将数据送至入口 车位显示屏、车位引导显示屏显示，并引导车主快速找到系统分配的空车位；3)通过对车 牌区域的检测，实现车牌定位与提取，字符切分与识别，最终达到对车牌字符的再现，并给 出识别结果。所述计算机管理中心通过综合信息显示屏，可以直观看到整个停车场的平面图， 动态、实时地显示出每个车位的使用情况，停车场内剩余的空车位信息和各车位的停车时 间。所述计算机管理中心实现计费、收费。固定用户、VIP用户只需定期充值，临时用 户在验卡计费后付款找零。所述计算机管理中心可以根据要求，进行录入、修改、查询、统计、自动生成和打印 相关报表，方便管理人员的工作。本发明中，要实现在多个摄像头的环境下对停车场内目标车辆进行连续跟踪，除 了要解决目标车辆进入当前摄像头与其他摄像头视域的重叠问题，还要解决目标车辆丢失 遮挡问题。本发明将停车场的全局监控划分成若干子区域，每个子区域对应于一个摄像头。 全局区域和子区域间通过预先计算出的透视矩阵建立映射关系。根据摄像头对不同子区域 监控特点的不同，定义摄像头和监控车辆之间的3种不同对应关系，即车辆在单个摄像头 的视域内、车辆在多摄像头的重叠视域内、车辆脱离任一摄像头的视域。所述车辆在单个摄像头的视域内，即相邻摄像头之间不存在重叠视域，此时只要 记下车辆的位置状态信息，并反馈给计算机中心服务器。用车辆跟踪窗口的左上顶点的位 置作为车辆的位置状态，车辆跟踪窗口的大小、车辆的速度和加速度作为状态变量。所述车辆在多摄像头的重叠视域内，即在两个相邻摄像头的重叠区域内时，根据 目标的位置映射关系，在相应的摄像头视域内检测运动车辆，通过比较其物理位置的最小 误差确定是否是同一目标。所述车辆脱离任一摄像头的视域，即车辆目标脱离了任何一个摄像头的监控视域 范围而出现目标丢失，则根据车辆自身的特点采用了基于卡尔曼滤波的跟踪方法对脱离摄 像头视域的车辆进行了预测跟踪。
本发明上述的停车场管理系统将计算机视觉技术和现有的停车场管理结合起来， 是对目前智能停车场管理系统应用的一种拓展，本系统的推出将大大提升停车场管理的服 务质量和安全机制，同时也实现了车位自动引导的功能。实践结果表明，该系统的使用节省 了人力物力，给车主带来了穷便，且成本较小，具有较高的可行性，因此该方法具有广阔的 推广应用前景。
图1为本发明一实施例中硬件布置示意图。图2为本发明一实施例中工作原理图。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的解释，但是以下的内容不 用于限定本发明的保护范围。如图1所示，本实施例提供一种大场景停车场智能管理系统，包括
计算机管理中心收集停车场的信息，并将信息相关处理数据传送给各个显示屏，并及 时更新；
监控摄像头停车场出入口、停车场内不同区域均装有摄像头，有效监控停车场各个区 域并获取有效信息，从入口处开始到车辆进入停车场内直到车辆离开，整个过程对车辆进 行连续无缝的跟踪。其中入口处为高清摄像机，其他为普通摄像头；
显示屏24小时全天候使用，显示屏包括监控室综合信息显示屏、入口车位信息显示 屏、车位引导显示屏；
自动栅栏机控制车辆出入，具有自动反弹防砸车保护功能；
上述系统采用基于摄像头和车辆对应关系下的多摄像头协同跟踪策略，即车辆在单 个摄像头视域内，记录下车辆的状态信息；车辆在多摄像头的重叠视域内，根据最小误差方 法求出车辆的状态信息；车辆脱离任一摄像头视域，根据卡尔曼滤波预测的方法估计出车 辆的状态信息。本实施例中，系统通过安装在停车场不同区域的摄像头，从入口处开始到车辆进 入停车场内直到车辆离开，整个过程对车辆进行连续无缝的跟踪。具体功能模块如下
(1)车辆的出入控制。实现入口的车辆信息采集和控制，为符合停车条件的车辆分配车位。(2)车位的自动引导。通过检测车位状态变化并由计算机管理中心将数据送至入 口车位显示屏、车位引导显示屏显示，并引导车主快速找到系统分配的空车位。(3)电子地图功能。在监控室通过综合信息显示屏，可以直观看到整个停车场的 平面图，动态、实时地显示出每个车位的使用情况，停车场内剩余的空车位信息和各车位的 停车时间。(4)车牌识别。通过对车牌区域的检测，实现车牌定位与提取，字符切分与识别， 最终达到对车牌字符的再现，并给出识别结果。(5)计费、收费。固定用户、VIP用户只需定期充值，临时用户在验卡计费后付款找零。
(6)报表功能。系统可以根据要求，进行录入、修改、查询、统计、自动生成和打印 相关报表，方便管理人员的工作。本实施例中，从车辆进入停车场到驶出停车场地的全部过程按照车辆停靠的时间 顺序可以分解为5个步骤，如图2所示。(1)入口处提取车牌号，通过分析视频，同时得到车型和颜色信息，附上停车起始 时间信息后，作为一条记录加入到停车场内当前车辆清单中，并更新车位提示屏信息。(2)车辆进入停车场，即成为监控目标，视频处理模块实时处理各路摄像头输入 的视频，计算出当前监控区域所有的车辆位置等信息，反馈到实时信息显示模块。
权利要求
1.一种大场景停车场智能管理系统，其特征在于包括计算机管理中心收集停车场的信息，并将信息相关处理数据传送给各个显示屏，并及 时更新；监控摄像头停车场出入口、停车场内不同区域均装有摄像头，有效监控停车场各个区 域并获取有效信息，从入口处开始到车辆进入停车场内直到车辆离开，整个过程对车辆进 行连续无缝的跟踪，其中入口处为高清摄像机，其他为普通摄像头；显示屏24小时全天候使用，显示屏包括监控室综合信息显示屏、入口车位信息显示 屏、车位引导显示屏；自动栅栏机控制车辆出入，具有自动反弹防砸车保护功能；上述系统采用基于摄像头和车辆对应关系下的多摄像头协同跟踪策略，即车辆在单 个摄像头视域内，记录下车辆的状态信息；车辆在多摄像头的重叠视域内，根据最小误差方 法求出车辆的状态信息；车辆脱离任一摄像头视域，根据卡尔曼滤波预测的方法估计出车 辆的状态信息。
2.根据权利要求1所述的大场景停车场智能管理系统，其特征在于所述监控摄像头， 实现以下任务1)实现入口的车辆信息采集和控制，为符合停车条件的车辆分配车位；2) 通过检测车位状态变化并由计算机管理中心将数据送至入口车位显示屏、车位引导显示屏 显示，并引导车主快速找到系统分配的空车位；3)通过对车牌区域的检测，实现车牌定位 与提取，字符切分与识别，最终达到对车牌字符的再现，并给出识别结果。
3.根据权利要求1所述的大场景停车场智能管理系统，其特征在于所述计算机管理 中心通过综合信息显示屏，可以直观看到整个停车场的平面图，动态、实时地显示出每个车 位的使用情况，停车场内剩余的空车位信息和各车位的停车时间。
4.根据权利要求1所述的大场景停车场智能管理系统，其特征在于所述计算机管理 中心实现计费、收费；固定用户、VIP用户只需定期充值，临时用户在验卡计费后付款找零。
5.根据权利要求1所述的大场景停车场智能管理系统，其特征在于所述计算机管理 中心可以根据要求，进行录入、修改、查询、统计、自动生成和打印相关报表，方便管理人员 的工作。
6.根据权利要求1所述的大场景停车场智能管理系统，其特征在于所述计算机管理 中心将停车场的全局监控划分成若干子区域，每个子区域对应于一个摄像头，全局区域和 子区域间通过预先计算出的透视矩阵建立映射关系，根据摄像头对不同子区域监控特点的 不同，定义摄像头和监控车辆之间的3种不同对应关系，即车辆在单个摄像头的视域内、车 辆在多摄像头的重叠视域内、车辆脱离任一摄像头的视域。
7.根据权利要求1或6所述的大场景停车场智能管理系统，其特征在于所述车辆在 单个摄像头的视域内，即相邻摄像头之间不存在重叠视域，此时只要记下车辆的位置状态 信息，并反馈给计算机中心服务器，用车辆跟踪窗口的左上顶点的位置作为车辆的位置状 态，车辆跟踪窗口的大小、车辆的速度和加速度作为状态变量。
8.根据权利要求1或6所述的大场景停车场智能管理系统，其特征在于所述车辆在 多摄像头的重叠视域内，即在两个相邻摄像头的重叠区域内时，根据目标的位置映射关系， 在相应的摄像头视域内检测运动车辆，通过比较其物理位置的最小误差确定是否是同一目 标。
9.根据权利要求1或6所述的大场景停车场智能管理系统，其特征在于所述车辆脱 离任一摄像头的视域，即车辆目标脱离了任何一个摄像头的监控视域范围而出现目标丢 失，则根据车辆自身的特点采用了基于卡尔曼滤波的跟踪方法对脱离摄像头视域的车辆进 行了预测跟踪。
全文摘要
本发明公开一种大场景停车场智能管理系统，包括计算机管理中心收集停车场的信息，传送给各个显示屏，并及时更新；监控摄像头有效监控停车场各个区域并获取有效信息；显示屏显示各种信息；自动栅栏机控制车辆出入，具有自动反弹防砸车保护功能；上述系统采用基于摄像头和车辆对应关系下的多摄像头协同跟踪策略，即车辆在单个摄像头视域内，记录下车辆的状态信息；车辆在多摄像头的重叠视域内，根据最小误差方法求出车辆的状态信息；车辆脱离任一摄像头视域，根据卡尔曼滤波预测的方法估计出车辆的状态信息。本发明不仅对停车场出入口进行管理，还对停车场内区域进行监控，能够有效地完成对宽场地停车场的监控任务。
文档编号H04N7/18GK102129785SQ201110066358
公开日2011年7月20日 申请日期2011年3月18日 优先权日2011年3月18日
发明者沈诗文 申请人:沈诗文