本发明涉及车位地锁技术领域，尤其涉及一种车位地锁控制装置和方法。
背景技术：
近年来，随着个人机动车保有量的大幅增加，停车位数量出现了急剧短缺，一些住宅小区或停车场常常面临停车位不足的情况。为了防止停车位被其他车主私自占用，停车位的所有者会在停车位上安装地锁，以彰显所有权和使用权。传统的地锁采用的机械手动化的方式，使用过程中，车主需要下车再通过钥匙进行开锁或解锁，不仅不便利，而且由于钥匙的私有属性使得停车位只能专用。
随着互联网技术的日臻成熟，一些智能车位地锁也得到了越来越广泛的应用，为用户带来了巨大便利。用户通过操作移动终端，无需下车即可远程操作地锁。但是，目前的智能地锁普遍采用app进行远程管理，往往需要结合运营商提供的app结合蓝牙等功能来解锁地锁，用户无法避免下载，注册用户，查找等步骤。车主每次使用地锁时都需要依赖移动终端对地锁进行开锁或解锁，使用流程复杂，用户体验差。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种车位地锁控制装置和方法，通过车辆识别自动为车辆解锁地锁，车主无需任何操作即可无缝使用车位，使用流程简单、缩短停车时间、提升用户体验。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种车位地锁控制装置，包括：
图像采集模块，用于采集车辆图像信息，并将所述车辆图像信息发送给车型分析模块；
车型分析模块，用于从所述车辆图像信息中提取车辆识别特征，并根据所述车辆识别特征判断车辆类型，并将判断结果发送给主控制器；
主控制器，用于将所述判断结果与预设车辆类型进行对比，若与预设车辆类型一致，则发送地锁解锁指令。
进一步的，所述图像采集模块包括一个或多个摄像头，所述摄像头设置在所述地锁上，或设置在所述地锁一侧，所述摄像头用于实时拍摄视频，获取视频数据。
进一步的，所述车型分析模块包括车辆区域提取单元、车辆特征提取单元和车型分类器，其中，
所述车辆区域提取单元用于从所述视频数据中识别进入拍摄区域的车辆，并从所述视频数据中分割出来，得到车辆区域图像；
所述车辆特征提取单元用于从所述车辆区域图像中获取车辆识别区域图像，并从所述车辆识别区域图像中提取车辆识别特征；
所述车型分类器用于根据所述车辆识别特征判断车辆类型。
进一步的，所述车辆识别区域为车前脸区域，所述车前脸区域为矩形区域，所述矩形区域的下边界为保险杠，上边界为大灯上沿。
进一步的，所述车辆识别特征包括标识、颜色、形状、纹理和梯度中的一种或多种。
进一步的，所述车辆识别特征为梯度，所述车辆特征提取单元包括：
图像预处理子单元，用于将车辆识别区域图像进行灰度化处理，并将灰度化处理后的车辆识别区域图像划分为多个图像块，再将每个所述图像块划分为多个图像单元；
第一处理子单元，用于分别提取每个图像单元中的每个像素点的水平方向梯度，垂直方向梯度和像素值，并根据所提取的水平方向梯度，垂直方向梯度和像素值计算得到每个像素点的梯度幅值和梯度方向；
第二处理子单元，用于以图像单元为单位，采用所得到每个像素点的梯度幅值和梯度方向进行直方图投票，得到每个图像单元的多维直方向量图，并对所述多维直方向量进行标准化处理；
特征提取子单元，用于分别将每个图像块中的图像单元的标准化直方向量图连接为一个向量，作为该图像块的特征向量，对所述特征向量进行降维处理，从而提取车辆识别特征。
进一步的，所述车型分类器包括多个局部分类器，每个所述局部分类器对应不同车型的权重也不相同，将所述车辆识别特征输入到所述车型分类器，根据最近邻原则得到对应的车辆类型。
根据本发明另一方面，还提供一种车位地锁控制方法，包括:
采集车辆图像信息；
从所述车辆图像信息中提取车辆识别特征，并根据所述车辆识别特征判断车辆类型，得到判断结果；
将所述判断结果与预设车辆类型进行对比，若与预设车辆类型一致，则发送地锁解锁指令。
进一步的，所述采集车辆图像信息包括以下步骤：
在地锁上或地锁一侧，设置一个或多个摄像头；
通过所述摄像头实时拍摄视频，获取视频数据。
进一步的，所述从所述车辆图像信息中提取车辆识别特征，并根据所述车辆识别特征判断车辆类型，得到判断结果包括以下步骤：
从所述视频数据中识别进入拍摄区域的车辆，并从所述视频数据中分割出来，得到车辆区域图像；
从所述车辆区域图像中获取车辆识别区域图像，并从所述车辆识别区域图像中提取车辆识别特征；
根据所述车辆识别特征判断车辆类型。
进一步的，所述车辆识别区域为车前脸区域，所述车前脸区域为矩形区域，所述矩形区域的下边界为保险杠，上边界为大灯上沿。
进一步的，所述车辆识别特征包括标识、颜色、形状、纹理和梯度中的一种或多种。
进一步的，所述车辆识别特征为梯度，从所述车辆识别区域图像中提取车辆识别特征包括以下步骤：
将车辆识别区域图像进行灰度化处理，并将灰度化处理后的车辆识别区域图像划分为多个图像块，再将每个所述图像块划分为多个图像单元；
分别提取每个图像单元中的每个像素点的水平方向梯度，垂直方向梯度和像素值，并根据所提取的水平方向梯度，垂直方向梯度和像素值计算得到每个像素点的梯度幅值和梯度方向；
以图像单元为单位，采用所得到每个像素点的梯度幅值和梯度方向进行直方图投票，得到每个图像单元的多维直方向量图，并对所述多维直方向量进行标准化处理；
分别将每个图像块中的图像单元的标准化直方向量图连接为一个向量，作为该图像块的特征向量，对所述特征向量进行降维处理，从而提取车辆识别特征。
进一步的，根据所述车辆识别特征判断车辆类型包括以下步骤：
将所述车辆识别特征输入车型分类器，所述车型分类器输出所述判断结果。
进一步的，所述车型分类器包括多个局部分类器，每个所述局部分类器对应不同车型的权重也不相同，将所述车辆识别特征输入到所述车型分类器，根据最近邻原则得到对应的车辆类型。
进一步的，所述方法还包括：
预先获取每个局部分类器对应的车辆识别特征，并分别将所获取的每个局部分类器对应的车辆识别特征进行拟合，得到每个局部分类器；
集成所有局部分类器，得到车型分类器。
根据本发明又一方面，提供一种控制器，其包括存储器与处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述程序在被所述处理器执行时能够实现所述方法的步骤。
根据本发明又一方面，提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述程序在由一计算机或处理器执行时实现所述方法的步骤。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明一种车位地锁控制装置和方法可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：
本发明通过车辆识别自动为车辆解锁地锁，无需任何的用户操作，不但可以简化使用流程、缩短停车时间、提升用户体验，让车主无需任何操作即可无缝使用车位，而且也能极大地提高停车位的可用性和利用率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一实施例提供车位地锁控制装置示意图；
图2为本发明一实施例提供的车位地锁控制装置的摄像头设置示意图；
图3为本发明另一实施例提供的车位地锁控制装置的摄像头设置示意图；
图4为本发明一实施例提供车位地锁控制方法示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种车位地锁控制装置和方法的具体实施方式及其功效，详细说明如后。
如图1所示，本发明实施例提供一种车位地锁控制装置，包括图像采集模块1、车型分析模块2和主控制器3，其中，图像采集模块1用于采集车辆图像信息，并将所述车辆图像信息发送给车型分析模块2；车型分析模块2用于从所述车辆图像信息中提取车辆识别特征，并根据所述车辆识别特征判断车辆类型，并将判断结果发送给主控制器3；主控制器3用于将所述判断结果与预设车辆类型进行对比，若与预设车辆类型一致，则发送地锁解锁指令，使车位地锁自动解锁。
为了尽可能多地提取有效信息，作为示例，图像采集模块1包括一个摄像头，与地锁绑定并安装在地锁上，如图2所示位置1。或者独立于地锁，安装在地锁一侧，位于停车位周围任意位置，如图3所示的位置2-位置8。所述摄像头用于实时拍摄视频，获取视频数据。所述视频数据包括由一帧帧视频图像构成的有序集合，即视频序列，作为示例，所述视频数据可以包括单段视频序列，也可以包括分段视频序列。图像采集模块还可包括监控单元，当监控到危险情况，进行告警，例如发出告警信息。所述危险状况视具体需求进行预先设定，例如车辆底盘下有儿童时，发出进行告警提示。或者利用热成像监控地盘电池特征变化，充电过热时发出告警或者停止充电。
车型分析模块2包括车辆区域提取单元、车辆特征提取单元和车型分类器，其中，当有车辆驶向停车位时，车辆区域提取单元用于从所述视频数据中识别进入拍摄区域的车辆，并从所述视频数据中分割出来，得到车辆区域图像，需要说明的是，由于摄像头的位置固定，摄像头拍摄的背景在短时间内不会有大的变化，因此可以采用图像识别的算法识别出进入拍摄区域的车辆，并从视频数据中分割出来，从而获得车辆区域图像，图像识别的算法可以为背景差分检测法或者其他图像识别算法。车辆特征提取单元用于从所述车辆区域图像中获取车辆识别区域图像，并从所述车辆识别区域图像中提取车辆识别特征。其中，车辆特征提取单元可采用形态学中的开方运算方法分离出引擎盖、车窗等部分，从而得到车辆识别区域图像。车型分类器用于根据所述车辆识别特征判断车辆类型。
作为一种示例，所述车辆识别区域为车前脸区域，所述车前脸区域为矩形区域，所述矩形区域的下边界为保险杠，上边界为大灯上沿，车宽方向左右两边为矩形区域另外两边。车辆前脸区域包括大量的特征，如标识、颜色、形状、纹理和梯度等，选取其中一种或多种特征所为车辆识别特征来识别车型。
以下以梯度作为车辆识别特征进行详细说明，车辆特征提取单元包括图像预处理子单元、第一处理子单元、第二处理子单元和特征提取子单元，其中，图像预处理子单元用于将车辆识别区域图像进行灰度化处理，并将灰度化处理后的车辆识别区域图像划分为多个图像块，再将每个所述图像块划分为多个更小的图像单元，设图像单元包括p×q个像素。
第一处理子单元用于分别提取每个图像单元中的每个像素点(x,y)的水平方向梯度gx(x,y)，垂直方向梯度gy(x,y)和像素值h(x,y)，并根据所提取的水平方向梯度gx(x,y)，垂直方向梯度gy(x,y)和像素值h(x,y)计算得到每个像素点(x,y)的梯度幅值g(x,y)和梯度方向α(x,y)，计算公式如下：
gx(x，y)＝h(x+1，y)-h(x-1，y)
gy(x，y)＝h(x，y+1)-h(x，y-1)
第二处理子单元用于以图像单元为单位，采用所得到每个像素点的梯度幅值g(x,y)和梯度方向α(x,y)进行直方图投票，其中，梯度方向作为直方图的投票区域，从0-180°分为n(为正整数)个方向角，而梯度幅值作为直方图投票的权重，得到每个图像单元的n维直方向量图，并对所述n维直方向量进行标准化处理。
特征提取子单元用于分别将每个图像块中的图像单元的标准化直方向量图连接为一个向量，作为该图像块的特征向量，采用降维算法对所述特征向量进行降维处理，从而提取车辆识别特征，降维算法可以为线性判别法。
车型分类器包括多个局部分类器，每个所述局部分类器对应不同车型的权重也不相同，将所述车辆识别特征输入到所述车型分类器，根据最近邻原则得到对应的车辆类型。
获取的每个局部分类器对应的车辆识别特征，并将所获取的每个局部分类器对应的车辆识别特征进行拟合，得到局部分类器。采用集成方法对所得的多个局部分类器进行集成，改善车型识别的效果，得到车型识别分类器。在使用过程中，可以用大量测试数据提前生成车型识别分类器。
在应用过程中，可先对主控制器进行初始化，然后再进行车辆的鉴权，另外，主控制器还用于，当检测到车辆离开后，发送地锁关闭指令，锁住地锁。
所述地锁控制装置可应用于能量速递，代客加电，代客泊车等服务。地锁控制装置可导入车辆特征，结合车辆鉴权过程为特定车型自动解锁。以下结合电动车加电进行说明：车位空闲时，车位充电桩空闲，车位地锁处于锁定状态，同时摄像头打开wifi关闭。或者将摄像头设置为按需打开，例如可以在需要时触发摄像头开启，无需摄像头拍摄时，关闭摄像头，以节省电能，降低成本，提高可用性。车主请求加电，系统派单至车位充电桩。加电人员驾驶车辆至车位附近，摄像头识别车辆前脸，开启充电桩wifi开始鉴权。wifi鉴权通过后wifi关闭，主控制器向地锁发送解锁指令，并可设置提示单元发出声光响应提示用户驶入车位，插枪开始加电。加电完毕，充电枪复位，车辆驶离车位后地锁自动上锁。
本发明所述地锁控制装置还可增加车辆交互单元，实现比如为自动驾驶汽车提供辅助停车，自动解锁车位充电桩，开启充电等功能。
本发明所述地锁控制装置通过车辆识别自动为车辆解锁地锁，无需任何的用户操作，不但可以简化使用流程、缩短停车时间、提升用户体验，让车主无需任何操作即可无缝使用车位，而且也能极大地提高停车位的可用性和利用率。
根据本发明另一方面，如图4所示，本发明实施例还提供一种车位地锁控制方法，包括:
步骤s1、采集车辆图像信息；
为了尽可能多地提取有效信息，作为示例，
步骤s1可包括：
步骤s11、在地锁上或地锁一侧，设置一个或多个摄像头；
作为示例，可设置一个摄像头，与地锁绑定并安装在地锁上，如图2所示位置1。或者独立于地锁，安装在地锁一侧，位于停车位周围任意位置，如图3所示的位置2-位置8。所述摄像头用于实时拍摄视频。
步骤s12、通过所述摄像头实时拍摄视频，获取视频数据。
所述视频数据包括由一帧帧视频图像构成的有序集合，即视频序列，作为示例，所述视频数据可以包括单段视频序列，也可以包括分段视频序列。
步骤s1还可包括以下步骤：
步骤s13、当摄像头获取到预设危险信息时，发出告警信息。
所述危险信息视具体需求进行预先设定，例如车辆底盘下有儿童时，发出进行告警提示。或者利用热成像监控地盘电池特征变化，充电过热时发出告警或者停止充电。
步骤s2、从所述车辆图像信息中提取车辆识别特征，并根据所述车辆识别特征判断车辆类型，得到判断结果；
所述步骤s2包括以下步骤：
步骤s21、有车辆驶向停车位时，从所述视频数据中识别进入拍摄区域的车辆，并从所述视频数据中分割出来，得到车辆区域图像；
需要说明的是，由于摄像头的位置固定，摄像头拍摄的背景在短时间内不会有大的变化，因此可以采用图像识别的算法识别出进入拍摄区域的车辆，并从视频数据中分割出来，从而获得车辆区域图像，图像识别的算法可以为背景差分检测法或者其他图像识别算法。
步骤s22、从所述车辆区域图像中获取车辆识别区域图像，并从所述车辆识别区域图像中提取车辆识别特征；
其中，可采用形态学中的开方运算方法分离出引擎盖、车窗等部分，从而得到车辆识别区域图像。
根据所述车辆识别特征判断车辆类型。
作为一种示例，所述车辆识别区域为车前脸区域，所述车前脸区域为矩形区域，所述矩形区域的下边界为保险杠，上边界为大灯上沿。车宽方向左右两边为矩形区域另外两边。车辆前脸区域包括大量的特征，如标识、颜色、形状、纹理和梯度等，选取其中一种或多种特征所为车辆识别特征来识别车型。
以下以梯度作为车辆识别特征进行详细说明，步骤s22的从所述车辆识别区域图像中提取车辆识别特征具体包括：
步骤s201、将车辆识别区域图像进行灰度化处理，并将灰度化处理后的车辆识别区域图像划分为多个图像块，再将每个所述图像块划分为多个更小的图像单元，设图像单元包括p×q个像素。
步骤s202、分别提取每个图像单元中的每个像素点(x,y)的水平方向梯度gx(x,y)，垂直方向梯度gy(x,y)和像素值h(x,y)，并根据所提取的水平方向梯度gx(x,y)，垂直方向梯度gy(x,y)和像素值h(x,y)计算得到每个像素点(x,y)的梯度幅值g(x,y)和梯度方向α(x,y)，计算公式如下：
gx(x，y)＝h(x+1，y)-h(x-1，y)
gy(x，y)＝h(x，y+1)-h(x，y-1)
步骤s203、以图像单元为单位，采用所得到每个像素点的梯度幅值g(x,y)和梯度方向α(x,y)进行直方图投票，其中，梯度方向作为直方图的投票区域，从0-180°分为n(为正整数)个方向角，而梯度幅值作为直方图投票的权重，得到每个图像单元的n维直方向量图，并对所述n维直方向量进行标准化处理。
步骤s204、分别将每个图像块中的图像单元的标准化直方向量图连接为一个向量，作为该图像块的特征向量，采用降维算法对所述特征向量进行降维处理，从而提取车辆识别特征，降维算法可以为线性判别法。
步骤s2中，根据所述车辆识别特征判断车辆类型包括以下步骤：
将所述车辆识别特征输入车型分类器，所述车型分类器输出所述判断结果。
车型分类器包括多个局部分类器，每个所述局部分类器对应不同车型的权重也不相同，将所述车辆识别特征输入到所述车型分类器，根据最近邻原则得到对应的车辆类型。
所述方法还包括步骤s4、预先获取每个局部分类器对应的车辆识别特征，并将所获取的每个局部分类器对应的车辆识别特征进行拟合，得到每个局部分类器。采用集成方法对所得到的多个局部分类器进行集成，改善车型识别的效果，得到车型识别分类器。在使用过程中，可以用大量测试数据提前生成车型识别分类器。
步骤s3、将所述判断结果与预设车辆类型进行对比，若与预设车辆类型一致，则发送地锁解锁指令，使车位地锁自动解锁。
在应用过程中，所述滴所控制方法在进行前可先对地锁主控制器进行初始化，然后再进行车辆的鉴权，另外，所述方法还可包括步骤s5、当检测到车辆离开后，发送地锁关闭指令，锁住地锁。
所述地锁控制方法可应用于能量速递，代客加电，代客泊车等服务。可预先导入车辆特征，结合车辆鉴权过程为特定车型自动解锁。以下结合电动车加电进行说明：车位空闲时，车位充电桩空闲，车位地锁处于锁定状态，同时摄像头打开，wifi关闭。或者将摄像头设置为按需打开，例如可以在需要时触发摄像头开启，无需摄像头拍摄时，关闭摄像头，以节省电能，降低成本，提高可用性。车主请求加电，系统派单至车位充电桩。加电人员驾驶车辆至车位附近，摄像头识别车辆前脸，开启充电桩wifi开始鉴权。wifi鉴权通过后wifi关闭，主控制器向地锁发送解锁指令，并可设置发出声光响应提示用户驶入车位，插枪开始加电。加电完毕，充电枪复位，车辆驶离车位后地锁自动上锁。
本发明所述地锁控制方法还可增加车辆交互步骤，实现比如为自动驾驶汽车提供辅助停车，自动解锁车位充电桩，开启充电等功能。
本发明所述地锁控制方法通过车辆识别自动为车辆解锁地锁，无需任何的用户操作，不但可以简化使用流程、缩短停车时间、提升用户体验，让车主无需任何操作即可无缝使用车位，而且也能极大地提高停车位的可用性和利用率。
本发明实施例还提供一种控制器，其包括存储器与处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述程序在被所述处理器执行时能够实现所述方法的步骤。
发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述程序在由一计算机或处理器执行时实现所述方法的步骤。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。