[發明專利]機器人出入口控制方法及系統

有效

• 申請號: 201510870235.0
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN105513175B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 關慶佳;胡剛;賴時伍;瞿磊;宋瑜
• 申請（專利權）人: 盛視科技股份有限公司
• 主分類號: G07C9/00
• 分類號: G07C9/00;G06T7/00;G06T7/70
• 代理公司: 深圳市深軟翰琪知識產權代理有限公司44380
• 代理人: 吳雅麗

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種機器人出入口控制方法及系統。

背景技術

現有的出入境口岸、高速路及停車場等出入口，往往采用人工值守收發卡或采集指紋或檢驗身份證的方式，人力成本較高；也有出入口設置了無人值守自動收發卡機，但是因駕駛員停車位置不精確，胳膊伸出距離有限等原因，時常發生下車操作、堵車及撞壞收發卡機等現象，通過效率低，駕駛員體驗差。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種無人值守，通過效率高，駕駛員體驗好的機器人出入口控制方法及系統。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提出了一種機器人出入口控制方法，所述機器人出入口控制方法包括：

準備步驟：對各個接口進行初始化處理，并讀取第一圖像采集裝置所采集圖像；

停車判斷步驟：利用前后幀差法得到圖像并進行二值化處理，然后計算圖像中預定亮度像素點的個數，若小于預定閾值，則判斷為停車；

前側窗識別步驟：通過幀差累加從采集圖像中提取輪廓，進行直線檢測，再根據前側窗特征識別出前側窗的下邊緣和后垂直邊緣；

前側窗定位步驟：根據邏輯判斷排除直線，再從排除余下的直線中精確定位前車窗前側窗的下邊沿位置和后垂直邊沿位置；

優化步驟：如果停車后抓取的第一幀圖像沒有檢測和定位出前側窗的下邊沿和后垂直邊沿，則抓取下一幀圖像，重復前側窗識別步驟和前側窗定位步驟直到定位出為止；

車體側面與機械臂距離計算步驟：第二圖像采集裝置采集車輛進入出入口通道并壓住機械臂預定范圍地面所刷黑白相間的條紋時的圖片，根據所述圖片求出未被車輪壓住的條紋數N，根據Z=N×Nm計算出車體側面與機械臂的距離Z，其中，Nm為每條條紋的寬度；

圖像坐標位置到空間坐標位置的轉換步驟：由前側窗定位步驟得到前側窗的下邊沿和后垂直邊沿的交叉點為（x，y），通過第一圖像采集裝置標定得到攝像頭內參矩陣[fx，fy，cx，cy]，則交叉點（x，y）相對于第一圖像采集裝置的實際位置為X=x×Z/fx-cx，Y=y×Z/fy-cy，其中，Z為車體側面與機械臂的距離，最后計算交叉點(x，y）相對于機械臂原點的實際空間位置Xc=X+xl，Yc=Y+yl，Zc=Z+zl，其中，xl、yl、zl,是第一圖像采集裝置相對于機械臂原點X、Y、Z三個方向上的距離差；及

機械臂移動到前側窗位置步驟：通過控制機械臂的XYZ三個方向的電機使機械臂移動到所述坐標位置（Xc，Yc，Zc），以對駕駛員信息進行采集。

進一步地，前側窗識別步驟包括：

車頂位置識別子步驟：計算第一圖像采集裝置所采集圖像的幀差，并進行二值化處理，然后經過形態學處理，再進行幀差累加得到車輛運行的累加軌跡圖像，在累加軌跡圖像上求Y軸方向上的最小值，以此得到前側窗的下邊緣位置Ym，然后求X軸方向的最小值，得到前側窗的后垂直邊緣位置Xm；及

前側窗直線圖像獲取子步驟：抓取一幀圖像，并根據累加軌跡圖像得到的前側窗的下邊緣位置Ym和后垂直邊緣位置Xm剪切圖像，對剪切圖像使用錯位差分法檢測車輛輪廓后使用動態Canny算子和霍夫直線檢測算法得到前側窗直線圖像。

進一步地，在前側窗定位步驟中，對于前側窗的下邊緣位置Ym位置向下最小可能前側窗高度區域下的直線，根據方向、角度及長度排除一部分直線，再從排除余下的直線中在水平方向上求最長長度直線，其位置即為前側窗的下邊沿的位置，對于前側窗的后垂直邊緣位置Xm位置向前估算前側窗區域以內的直線，根據方向、角度及長度排除一部分直線，再從排除余下的直線中在垂直方向上求最小X坐標的直線，其位置即為前側窗的后垂直邊沿位置。

進一步地，準備步驟和停車判斷步驟之間還包括：

駛入檢測步驟：在視頻圖像中的車道上設置第一虛擬檢測線圈，并對經過第一虛擬檢測線圈的由視頻圖像采集裝置捕獲的視頻圖像中的像素進行背景差法處理以確認車輛駛入。

進一步地，所述機械臂移動到前側窗位置步驟之后還包括：

駛離檢測步驟：在視頻圖像中的車道上設置第二虛擬檢測線圈，并對經過第二虛擬檢測線圈的由視頻圖像采集裝置捕獲的視頻圖像中的像素進行背景差法處理以確認車輛駛離；及

復原步驟：通過控制機械臂的XYZ三個方向的電機使機械臂移動到坐標為（0，0，0）的位置，更新背景。

相應地，本發明實施例還提供了一種機器人出入口控制系統，所述機器人出入口控制系統包括：

設于出入口的通道；