中在水平方向上求最长长度直线，其位置即为前侧窗的下边沿的位置，对于前侧窗的后垂直边缘位置Xm位置向前估算前侧窗区域以内的直线，根据方向、角度及长度排除一部分直线，再从排除余下的直线中在垂直方向上求最小X坐标的直线，其位置即为前侧窗的后垂直边沿位置。需说明的是，本说明书中的边缘可为粗略、模糊的轮廓图像之意，边沿可为精细、确定的直线图像之意。
[0033]优化步骤S6:如果停车后抓取的第一帧图像没有检测和定位出前侧窗的下边沿和后垂直边沿，则抓取下一帧图像，重复前侧窗识别步骤S4和前侧窗定位步骤S5直到定位出为止。
[0034]车体侧面与机械臂距离计算步骤S7:第二图像采集装置40采集车辆进入出入口通道10并压住机械臂20预定范围地面所刷黑白相间的条纹60时的图片，根据所述图片求出未被车轮压住的条纹数N，根据Z=NXNm计算出车体侧面与机械臂20的距离Z，其中，Nm为每条条纹60的宽度。
[0035]图像坐标位置到空间坐标位置的转换步骤S8:由前侧窗定位步骤S5得到前侧窗的下边沿和后垂直边沿的交叉点为(x，y)，通过第一图像采集装置30标定得到摄像头内参矩
，则交叉点(x，y)相对于第一图像采集装置30的实际位置为X=x X Z/fx-cx，Y=y X Z/fy-cy，其中，所述内参矩阵为现有技术，不再赘述，Z为车体侧面与机械臂20的距离，最后计算交叉点(x，y)相对于机械臂20原点的实际空间位置Xc=X+xl，YC=Y+yl，ZC=Z+zl，其中，xl、yl、zl是第一图像采集装置30相对于机械臂20原点X、Y、Z三个方向上的距离差。
[0036]机械臂移动到前侧窗位置步骤S9:通过控制机械臂20的XYZ三个方向的电机使机械臂20移动到所述坐标位置(Xe，Yc，Zc)，以对驾驶员信息进行采集。
[0037]驶离检测步骤S10:在视频图像中的车道上设置第二虚拟检测线圈，并对经过第二虚拟检测线圈的由视频图像采集装置捕获的视频图像中的像素进行背景差法处理以确认车辆驶离。本领域技术人员可以理解的是，采用虚拟检测线圈进行车辆驶入和驶离检测的手段，可采用在通道设置地感线圈的手段来替换进行检测达到同样的技术效果。
[0038]复原步骤SII:通过控制机械臂20的XYZ三个方向的电机使机械臂20移动到坐标为(0，0，0)的位置，更新背景。
[0039]作为一种实施方式，前侧窗识别步骤S4包括:车顶位置识别子步骤S41和前侧窗直线图像获取子步骤S42。
[0040]车顶位置识别子步骤S41:计算第一图像采集装置30所采集图像的帧差，并进行二值化处理，然后经过形态学处理，再进行帧差累加得到车辆运行的累加轨迹图像，在累加轨迹图像上求Y轴方向上的最小值，以此得到前侧窗的下边缘位置Ym，然后求X轴方向的最小值，得到前侧窗的后垂直边缘位置Xm。
[0041]前侧窗直线图像获取子步骤S42:抓取一帧图像，并根据累加轨迹图像得到的前侧窗的下边缘位置Ym和后垂直边缘位置Xm剪切图像，对剪切图像使用错位差分法检测车辆轮廓后使用动态Canny算子和霍夫直线检测算法得到前侧窗直线图像。
[0042]综上，本发明实施例通过提出一种机器人出入口控制方法及系统，通过采用前侧窗识别、定位步骤及距离计算、转换步骤等图像智能识别手段，实现了精确识别、定位及控制，并快速、可靠地执行信息采集动作，保证了驾驶员信息采集的便捷、舒适、安全和可靠，应用前景广阔。
[0043]另外，本发明的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此，根据本发明的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。
[0044]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。
【主权项】
1.一种机器人出入口控制方法，其特征在于，所述机器人出入口控制方法包括: 准备步骤:对各个接口进行初始化处理，并读取第一图像采集装置所采集图像； 停车判断步骤:利用前后帧差法得到图像并进行二值化处理，然后计算图像中预定亮度像素点的个数，若小于预定阈值，则判断为停车； 前侧窗识别步骤:通过帧差累加从采集图像中提取轮廓，进行直线检测，再根据前侧窗特征识别出前侧窗的下边缘和后垂直边缘； 前侧窗定位步骤:根据逻辑判断排除直线，再从排除余下的直线中精确定位前侧窗的下边沿位置和后垂直边沿位置； 优化步骤:如果停车后抓取的第一帧图像没有检测和定位出前侧窗的下边沿和后垂直边沿，则抓取下一帧图像，重复前侧窗识别步骤和前侧窗定位步骤直到定位出为止； 车体侧面与机械臂距离计算步骤:第二图像采集装置采集车辆进入出入口通道并压住机械臂预定范围地面所刷黑白相间的条纹时的图片，根据所述图片求出未被车轮压住的条纹数N，根据Z=N X Nm计算出车体侧面与机械臂的距离Z，其中，Nm为每条条纹的宽度； 图像坐标位置到空间坐标位置的转换步骤:由前侧窗定位步骤得到前侧窗的下边沿和后垂直边沿的交叉点为(x，y)，通过第一图像采集装置标定得到摄像头内参矩阵[fx，fy，0乂，07]，则交叉点(1，7)相对于第一图像采集装置的实际位置为乂=1\2/^1-01，￥=7\2/行-cy，其中，Z为车体侧面与机械臂的距离，最后计算交叉点(x，y)相对于机械臂原点的实际空间位置Xc=X+xl，Yc=Y+yl，Zc=Z+zl，其中，xl、yl、zl是第一图像采集装置相对于机械臂原点X、Y、Z三个方向上的距离差;及 机械臂移动到前侧窗位置步骤:通过控制机械臂的XYZ三个方向的电机使机械臂移动到所述坐标位置(Xe，Yc，Zc)，以对驾驶员信息进行采集。2.如权利要求1所述的机器人出入口控制方法，其特征在于，前侧窗识别步骤包括: 车顶位置识别子步骤:计算第一图像采集装置所采集图像的帧差，并进行二值化处理，然后经过形态学处理，再进行帧差累加得到车辆运行的累加轨迹图像，在累加轨迹图像上求Y轴方向上的最小值，以此得到前侧窗的下边缘位置Ym，然后求X轴方向的最小值，得到前侧窗的后垂直边缘位置Xm ；及 前侧窗直线图像获取子步骤:抓取一帧图像，并根据累加轨迹图像得到的前侧窗的下边缘位置Ym和后垂直边缘位置Xm剪切图像，对剪切图像使用错位差分法检测车辆轮廓后使用动态Canny算子和霍夫直线检测算法得到前侧窗直线图像。3.如权利要求1所述的机器人出入口控制方法，其特征在于，在前侧窗定位步骤中，对于前侧窗的下边缘位置Ym位置向下最小可能前侧窗高度区域下的直线，根据方向、角度及长度排除一部分直线，再从排除余下的直线中在水平方向上求最长长度直线，其位置即为前侧窗的下边沿的位置，对于前侧窗的后垂直边缘位置Xm位置向前估算前侧窗区域以内的直线，根据方向、角度及长度排除一部分直线，再从排除余下的直线中在垂直方向上求最小X坐标的直线，其位置即为前侧窗的后垂直边沿位置。4.如权利要求1所述的机器人出入口控制方法，其特征在于，准备步骤和停车判断步骤之间还包括: 驶入检测步骤:在视频图像中的车道上设置第一虚拟检测线圈，并对经过第一虚拟检测线圈的由视频图像采集装置捕获的视频图像中的像素进行背景差法处理以确认车辆驶入。5.如权利要求1所述的机器人出入口控制方法，其特征在于，所述机械臂移动到前侧窗位置步骤之后还包括: 驶离检测步骤:在视频图像中的车道上设置第二虚拟检测线圈，并对经过第二虚拟检测线圈的由视频图像采集装置捕获的视频图像中的像素进行背景差法处理以确认车辆驶离;及 复原步骤:通过控制机械臂的XYZ三个方向的电机使机械臂移动到坐标为(O，O，O)的位置，更新背景。6.—种机器人出入口控制系统，其特征在于，所述机器人出入口控制系统包括: 设于出入口的通道； 设于通道的信息采集侧的机械臂，机械臂预定范围地面刷有黑白相间的条纹； 设于通道的信息采集侧的、用于采集车辆信息的第一图像采集装置； 设于通道的信息采集侧的、用于对未被车辆压住的条纹进行图像采集的第二图像采集装置;及 连接于机械臂、第一图像采集装置和第二图像采集装置的主机。7.如权利要求6所述的机器人出入口控制系统，其特征在于，机械臂包括滑轨和滑动地设于滑轨上的、由XYZ三个方向的电机驱动的移动臂，移动臂的末端设有信息识别/采集装置。8.如权利要求7所述的机器人出入口控制系统，其特征在于，所述信息识别/采集装置为指纹采集仪和/或身份证识别器和/或IC卡读写器。9.如权利要求6所述的机器人出入口控制系统，其特征在于，第一图像采集装置和第二图像采集装置分别设置于机械臂的两侧。10.如权利要求6至9中任一项所述的机器人出入口控制系统，其特征在于，所述机器人出入口控制系统还包括通过网络连接于主机的上位机。
【专利摘要】本发明实施例公开了一种机器人出入口控制方法及系统，所述机器人出入口控制系统包括：设于出入口的通道；设于通道的信息采集侧的机械臂，机械臂预定范围地面刷有黑白相间的条纹；设于通道的信息采集侧的、用于采集车辆信息的第一图像采集装置；设于通道的信息采集侧的、用于对未被车辆压住的条纹进行图像采集的第二图像采集装置；及连接于机械臂、第一图像采集装置和第二图像采集装置的主机。本发明实施例实现了精确识别、定位及控制，并快速、可靠地执行信息采集动作，保证了驾驶员信息采集的便捷、舒适、安全和可靠，应用前景广阔。
【IPC分类】G06T7/00, G07C9/00
【公开号】CN105513175
【申请号】CN201510870235
【发明人】瞿磊
【申请人】深圳市盛视科技有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月1日