智慧路側(cè)停車(chē)技術(shù)的研究

張 威

（北京圣非凡電子系統(tǒng)技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司，北京 100040）

1 檢測(cè)器的現(xiàn)狀分析

1.1 地磁檢測(cè)器

車(chē)輛通過(guò)埋設(shè)在路面下的環(huán)形線圈，引起線圈磁場(chǎng)的變化，檢測(cè)器根據(jù)計(jì)算判斷出車(chē)輛進(jìn)出時(shí)間差、車(chē)輛特征等參數(shù)，并傳給上位機(jī)，以滿足路側(cè)停車(chē)系統(tǒng)的需求。此技術(shù)成熟，且成本較低，但是缺點(diǎn)也很明顯：首先，地磁檢測(cè)器的感應(yīng)線圈容易受到道路及土壤的影響，其次，地磁檢測(cè)器采集的信息非常有限，不能準(zhǔn)確地將車(chē)輛的信息提供給后臺(tái)控制系統(tǒng)。

1.2 咪表

通過(guò)管理計(jì)算機(jī)和發(fā)卡機(jī)，完成不同面值的泊車(chē)卡的發(fā)行，也可完成對(duì)泊車(chē)卡的循環(huán)充值。用泊車(chē)卡停車(chē)，通過(guò)咪表按收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和停車(chē)時(shí)間扣除應(yīng)付的費(fèi)用，泊車(chē)卡費(fèi)用用完后，可以重新充值循環(huán)使用。通過(guò)手持式數(shù)據(jù)采集機(jī)可以定期讀取咪表內(nèi)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)記錄以及對(duì)咪表進(jìn)行數(shù)據(jù)下載（如改變費(fèi)率等）。通過(guò)管理計(jì)算機(jī)可以讀取手持機(jī)內(nèi)存貯的數(shù)據(jù)記錄以及對(duì)手持機(jī)下載數(shù)據(jù)，這樣管理計(jì)算機(jī)就可以進(jìn)行定期結(jié)算及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)收支信息進(jìn)行查詢(xún)和改變費(fèi)率等等。但是，咪表的缺點(diǎn)也很明顯：咪表系統(tǒng)是全自動(dòng)的收費(fèi)系統(tǒng)，絕大部分咪表都沒(méi)有鎖定系統(tǒng)，也就是說(shuō)即使車(chē)主停車(chē)時(shí)間超過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間，設(shè)備并不會(huì)鎖定他的車(chē)子，其收費(fèi)實(shí)現(xiàn)主要靠停車(chē)人的自覺(jué)，這樣不可控的措施必然造成政府財(cái)政的流失。

1.3 視頻檢測(cè)器

視頻檢測(cè)器是通過(guò)設(shè)備上的攝像機(jī)對(duì)路側(cè)進(jìn)出車(chē)位的車(chē)輛進(jìn)行視頻圖像的采集，然后通過(guò)視頻處理系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛的顏色、車(chē)牌的信息、車(chē)輛的進(jìn)出時(shí)間以及車(chē)輛的歸屬信息等對(duì)車(chē)輛情況進(jìn)行準(zhǔn)確的判定，然后通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備將車(chē)輛的信息情況上傳給后臺(tái)的管理系統(tǒng)，由管理系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛的進(jìn)出進(jìn)行有效的管理。在使用過(guò)程中的優(yōu)先很明顯：首先，安裝與維修時(shí)不影響道路的使用；其次，對(duì)車(chē)輛進(jìn)出等信息的判定精度保持較高的水平；最后，因?yàn)槭菆D像監(jiān)控，所以可以有效的保留車(chē)輛進(jìn)出信息，以便后續(xù)追溯等。

2 視頻檢測(cè)器的研究?jī)?nèi)容

視頻檢測(cè)器主要由外場(chǎng)攝像機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和視頻處理器組成。

對(duì)于視頻檢測(cè)而言，首要的問(wèn)題是圖像源。對(duì)一種圖像源能夠達(dá)到指標(biāo)檢測(cè)要求的視頻檢測(cè)器，對(duì)于另一種圖像源可能出現(xiàn)嚴(yán)重的指標(biāo)下降，比較明顯的例子是白天與夜間、有陰影與無(wú)陰影的情況。因此圖像源應(yīng)該是一系列典型圖像的集合，對(duì)于某項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試應(yīng)該在典型圖像集合的所有對(duì)象上進(jìn)行，經(jīng)過(guò)檢測(cè)的產(chǎn)品能否適應(yīng)工程實(shí)踐就取決于圖像源集合的科學(xué)性、典型性和代表性。對(duì)于典型圖像源集合，應(yīng)該規(guī)定其最低的輸出信噪比、解析度、動(dòng)態(tài)范圍等關(guān)鍵參數(shù)。

其次的問(wèn)題便是對(duì)圖像源的處理，也是視頻檢測(cè)器的核心部分，即基于運(yùn)動(dòng)車(chē)輛的視頻檢測(cè)的算法。

最后，視頻檢測(cè)器通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備將轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)傳給后臺(tái)的管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備同時(shí)并也執(zhí)行管理系統(tǒng)對(duì)視頻檢測(cè)器的控制指令。

本文研究的重點(diǎn)是對(duì)視頻源的處理。

3 視頻處理技術(shù)的研究

3.1 視頻檢測(cè)算法的研究

基于圖像序列的目標(biāo)檢測(cè)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)的重要領(lǐng)域。其中差分圖像法是使用較為廣泛的方法，其算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，運(yùn)算速度快，也是最基本的方法?；驹硎抢孟噜弮蓭瑘D像對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的灰度值做差，便會(huì)得到車(chē)輛在圖像中的大致位置。差分圖像法的圖像序列一般要先進(jìn)行二值化處理。其算法方法主要有兩類(lèi)：一類(lèi)是背景差分法，即用前幀圖像差分背景圖像；一類(lèi)是幀間差分法，在圖像序列中的相鄰幀進(jìn)行差分計(jì)算得到車(chē)輛目標(biāo)。背景差分法的關(guān)鍵是對(duì)于背景圖像的選取。通常情況下，靜止背景是不容易直接獲得的，且由于噪聲光線變化等因素的影響，我們一般采用背景模型的動(dòng)態(tài)更新的算法來(lái)獲取背景圖像。幀間差分法的原理是將連續(xù)輸入的相鄰兩幀圖像直接進(jìn)行差分運(yùn)算，一般情況下，連續(xù)兩幀的圖像時(shí)間間隔非常短，我們可以認(rèn)為背景是靜止不動(dòng)的，所以直接做差，做差的結(jié)果中，變化不大的地方肯定就是背景。

3.2 視頻跟蹤算法的研究

視頻檢測(cè)器的算法核心是對(duì)駛進(jìn)出進(jìn)行檢測(cè)和追蹤。通過(guò)追蹤車(chē)輛使我們可以得到車(chē)輛的相關(guān)信息。一個(gè)算法的好壞主要在于實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性?xún)蓚€(gè)指標(biāo)。視頻檢測(cè)器的檢測(cè)目標(biāo)是進(jìn)出的車(chē)輛，所以背景相對(duì)簡(jiǎn)單。為了保證算法的實(shí)時(shí)性特點(diǎn)，本文研究的車(chē)輛追蹤的方法是基于運(yùn)動(dòng)模板的方法。

運(yùn)動(dòng)模板是一種有效的跟蹤運(yùn)動(dòng)的方法。運(yùn)動(dòng)模板需要知道物體的輪廓或者輪廓的一部分。運(yùn)動(dòng)車(chē)輛追蹤的方法是通過(guò)對(duì)連續(xù)的圖像序列進(jìn)行分析計(jì)算的。從每幀中檢測(cè)出目標(biāo)車(chē)輛后，對(duì)車(chē)輛進(jìn)行定位。

4 結(jié)束語(yǔ)

視頻檢測(cè)器在智慧停車(chē)領(lǐng)域一方面可以為道路管理者提供實(shí)時(shí)信息，另一方面也可以為出行者提供直接的停車(chē)位信息。因本人水平有限，只是針對(duì)視頻處理技術(shù)進(jìn)行了粗淺的研究，還望彼此互相學(xué)習(xí)。

[1] 史其信，陸化普.中國(guó)ITS發(fā)展戰(zhàn)略構(gòu)想[J].公路交通科技，1998，15（3）：13-16.

[2] 李緒龍.基于圖像處理技術(shù)的視頻流信息采集[D].長(zhǎng)安大學(xué).2003.