一种基于视频AI识别的停车位检测系统的制作方法

本发明属于智慧停车，尤其涉及一种基于视频ai识别的停车位检测系统。

背景技术：

1、随着汽车保有量的快速增长，车位资源愈发紧张，车位的使用需求也将会更加复杂。只有充分地将场端复杂需求场景化和管理流程化，才能有效的杜绝管理漏洞发生，同时兼顾满足车主的使用需求。随着网络的发展，停车场的监控范围极大提高，基本上能做到全覆盖，监控无死角，但这些监控除了监控安全之外并没有得到其它利用，随着计算机技术的进步，能够通过停车场的监控来实现车位的导航和寻车问题。

2、目前市场上虽然已经有很多停车场具有导航系统提出，一些停车场会显示剩余车位的数量，但是并不能解决停车过程中的难题，但目前停车场大多数仍需要驾驶员人工进行车位寻找，在寻找车位的过程中容易发生碰撞，尤其是对于狭小空间的停车位，极容易发生刮蹭；并且在一些大型的停车场，尤其像机场停车场，结构复杂，形状类似，缺少参照物，方向感缺失，导致记不住车位编号的情况下很难寻找汽车所在位置；在一些露天的停车场，由于监控摄像头长期裸露，长时间风吹日晒，尤其是在雨后容易粘附尘土，造成其获取的食品图像模糊，视频识别误差增大，影响正常使用。

技术实现思路

1、针对现有技术不足，本发明的目的在于提供了一种基于视频ai识别的停车位检测系统，提升了停车的便捷性，通过设置的清洁机构保证视觉传感器的摄像镜头干净，提升图像视频的清晰度，减小识别误差，解决了背景技术中的问题。

2、本发明提供如下技术方案：

3、一种基于视频ai识别的停车位检测系统，包括视觉传感器，和激光测距传感器，视觉传感器设有万向支架，通过万向支架能够进行角度调节；

4、视觉传感器和激光测距仪连接有控制系统，控制系统连接有显示屏；视觉传感器摄入停车位图象之后，送入目标检测模块，对车位进行检测，并根据检测模块输出的置信度进行判断，当置信度大于设定的阈值时，在显示屏上标注此车位；

5、检测到车位之后，控制系统开启激光测距传感器，并通过获取的视频图像信息进行融合测距，在显示屏上显示出车位与车主之间的距离；

6、视觉传感器包括摄像镜头，摄像镜头设有清洁机构，清洁机构通过设置的集水箱能够收集雨水，在下雨之后，通过清洁机构对摄像镜头进行冲洗，并且在集水箱内的雨水用完之后，清洁机构继续提供快速气流吹向摄像镜头，吹落残余水珠，防止摄像镜头沾染尘土，使摄像镜头快速干燥，并保持干净。

7、优选的，所述视觉传感器的上方设有壳体，壳体的上方设有导风管，壳体的一侧设有集水箱，集水箱为敞口设置，集水箱镶嵌设置在壳体内；所述壳体内设有清洁机构，导风管内设有风叶，清洁机构通过风叶转动提供驱动力，清洁机构将集水箱内收集的雨水输送至摄像镜头处，对摄像镜头进行冲洗，冲洗之后清洁机构对摄像镜头进行风干。

8、优选的，所述导风管内转动设有风叶，风叶输出轴连接有凸轮，所述凸轮转动连接有连接杆，所述连接杆驱动杆连接有清洁机构；所述清洁机构包括密封盒体，密封盒体内部设有隔板，隔板的一侧设有活塞块，活塞块与密封盒体内壁密封滑动连接，活塞块一侧连接有移动杆，所述移动杆贯穿密封盒体，且移动杆与密封盒体密封滑动连接，移动杆的另一端与连接杆连接。

9、优选的，所述密封盒体靠近集水箱的一侧设有第一进口和第二进口，隔板上靠近两端的位置设有第一导孔和第二导孔；所述隔板远离活塞块的一侧设有上腔体和下腔体，上腔体和下腔体之间通过设置的隔断板隔开，第一导孔与下腔体连通，第二导孔与上腔体连通；所述密封盒体远离集水箱的一侧设有输出管，所述输出管的另一端延伸至摄像镜头上方，通过输出管对摄像镜头进行清洗，所述输出管靠近密封盒体的两侧连接有支撑杆，通过设置的支撑杆与密封盒体外壁连接，所述输出管对称连接有上连接管和下连接管，所述上连接管与上腔体连通，下连接管与下腔体连通。

10、优选的，所述输出管靠近密封盒体的一端内部设有挡板，所述挡板连接有转块，所述转块与输出管转动连接；挡板在通过转块转动时能够对上连接管和下连接管进行遮挡。

11、优选的，所述集水箱内设有储水仓，所述储水仓一侧设有筒体，所述筒体上方为密封结构，筒体下方为敞口结构，筒体内部设有活塞板，筒体靠近上方的位置设有上水口，上水口另一端设置在储水箱内；所述活塞板的一侧连接有伸缩杆，所述伸缩杆另一端滑动连接有转动杆，所述转动杆设有通槽，伸缩杆另一端连接有滑动杆，所述滑动杆设置在通槽内部，且滑动杆与通槽匹配滑动连接。

12、优选的，所述转动杆的另一端连接有转轴，所述转轴转动连接在固定杆上，固定杆另一端与壳体固定连接；所述转轴上连接有上卡爪和下卡爪，移动杆靠近连接杆的一端连接有压杆，所述压杆跟随移动杆上下移动时能够拨动上卡爪和下卡爪，拨动上卡爪和下卡爪时转轴转动。

13、优选的，所述活塞板至少开设有一个通孔，通孔的上方设有橡胶垫片，所述橡胶垫片通过螺钉与活塞板连接，所述橡胶垫片的上方连接有压板，所述压板的直径大于通孔的直径。

14、优选的，所述活塞板能够采用橡胶材质，且橡胶活塞板的直径大于筒体的内径。

15、优选的，所述激光测距传感器设置在两轴转盘上，两周转盘能在二维平面内进行旋转。

16、优选的，车位目标检测模块基于yolov4进行车位检测，通过视觉传感器全覆盖采集停车场的视频数据，视频数据集包括100000个高清视频，对每个视频的第15秒进行关键帧采样，获取100000张图片，对图片进行分类训练，在图像分类过程中，默认参数如下，训练步数为1000000，最大批和最小批分别为64和32，使用衰减学习速率调度策略，初始学习率为0.1；采用ms-coco目标检测方法进行车位检测，参数为：训练步骤为500500，初始学习率为0.01，动量和权重衰减分别为0.9和0.0005。

17、优选的，对车位进行融合测距的方法为，根据视觉传感器和目标车为的空间位置关系建立坐标系，设a1、a2是两个视觉传感器的摄像镜头位置，b是激光测距传感器的位置，c是目标车位，则建立坐标系a1xyz和bx1y1z1；坐标系a1xyz中，摄像镜头a1为原点，另一个摄像镜头a2的延长线方向为x轴，y轴垂直与a1和a2；z轴垂直于x轴和y轴；目标车位c点的坐标为(xc,yc,zc)；坐标系bx1y1z1中，b点是原点，x轴、y轴、z轴的方向与坐标系a1xyz相同，目标车位c和摄像镜头a1的坐标分别为(xc1,yc1,zc1)和(x1,y1,z1)；c点在x1by1上的投影为c0；bc0与y1轴之间的角度为α，bc与x1bz1之间的夹角为β；

18、则目标c点位置获取步骤为，第一步，坐标系a1xyz设为参考坐标系，两个视觉传感器首先获取目标车位的空间位置，之后通过控制器将测量数据传输至控制系统；第二步，两个视觉传感器获取的目标车位空间时坐标系a1xyz中的坐标，将获取的坐标位置变换到坐标系bx1y1z1中，获取仰角和偏转角，坐标(xc1,yc1,zc1)如下所示，| xc1,yc1,zc1|=[ xc,yc,zc]*rot(x,m)*rot(y,n)* rot(z，k)+[ x1,y1,z1]；其中rot(x,m)是绕x轴的旋转矩阵；m是旋转角度；rot(y,n)和rot(z,k)相同；则α=arctan(xc1/ zc1)；β= arctan(|yc1|/( xc12+zc12)1/2)；第三步，将二维转盘的偏转角α和阳角β输送至控制器中，将转盘调整指定位置后，控制器控制激光测距传感器向目标车位发射激光，比将距离值bc=l返回至控制器；第四步，激光测距传感器测量值l用于沿z轴校正视觉传感器的测量值，由于视觉传感器沿垂直光轴的精度高，所以将x轴和y轴上的坐标用作测量值，坐标系bx1y1z1中c点的z坐标满足：zc=lcosαcosβ；通过坐标转换获得zc1坐标满足：zc1= zc·rot(x,m)* rot(y,n)* rot(z,k)+z1；则通过激光测距传感器校正之后，c点在坐标系a1xyz中新的z轴坐标值zcn满足：zcn=(lcosαcosβ)/[ rot(x,m)* rot(y,n)* rot(z,k)]；则最终c点在坐标系a1xyz中的坐标值为(xc,yc,zcn)= (xc,yc,(lcosαcosβ)/[ rot(x,m)* rot(y,n)* rot(z,k)])；通过视觉传感器和激光测距传感器相结合，通过激光测距传感器对目标车位的坐标进行校正，减小目标车位测量误差，提升了目标车位检测的准确性。

19、另外，清洁机构作业时，雨天之后，通过设置的集水箱收集雨水，达到了节水的目的，避免了繁琐的供水问题，集水箱内收集一定量的雨水，导风管内设置的风叶会跟随风转动，风叶转动带动连接的凸轮转动，凸轮带动连接杆和移动杆上、下往复运动，移动杆带动压杆做同步运动，当压杆向上移动时，向上拨动上卡爪，上卡爪带动转轴逆时针转动，同时与转轴连接的转动杆随着转轴向下做逆时针转动，滑动杆与通槽发生相对滑动，同时转动杆带动伸缩杆向下移动，伸缩杆带动活塞板在筒体内向下移动，当活塞板下下运动时，由于筒体底部为敞口状，且与集水箱连通，集水箱内的水从筒体底部灌入筒体内，当活塞板向下移动时，若活塞板采用橡胶材质，且活塞板的直径大于与筒体的内径，活塞板能够与筒体密封滑动连接，活塞板向下移动时下方受到水的压力作用向上弯折，水从缝隙处进入到活塞板上方；若活塞板采用硬质材料，向下移动时，筒体底部的水从通孔内向上流动，通孔上方设置的橡胶垫片受到水的压力作用开启，水进入到活塞板上方，应当理解的是，为了防止压板质量g过大，不能被水压顶开，则压板的质量g满足：1/3ρh·r2≤m/π＜ρh·r2；上式中，m单位克，ρ为水密度，g/ml；h为活塞板距离液面的高度，单位cm；r为通孔的半径，单位cm；当移动杆向下移动时带动压杆移动，压杆向下要定那个下卡爪，下卡爪带动转轴顺时针转动，转动杆顺时针向上转动，滑动杆在通槽内滑动时带动伸缩杆和活塞板向上移动，活塞板向上移动时将活塞板上方的水从上水口抽入到储水仓；通过上述设置将水抽入到储水仓，能够增加储水仓内的水面高度，增加水压，有助于水快速进入到密封盒体内；同时通过设置的活塞板对集水箱内的水起到过滤作用，防止树叶等体积较大的杂质进入到密封盒体内造成堵塞；当活塞板下降的最低高度高于液面时，停止对摄像镜头水洗，清洁机构改为吹风，对摄像镜头进行风干，防止残留水珠遮挡摄像镜头。

20、当移动杆和活塞块向下移动时，第一进口设置的活动阀门受到压力作用闭合，活动阀门与密封盒体内壁转动连接，第二进口的活动阀门受到真空负压作用开启，储水仓的水通过连通管进入到活塞块的上方，同时活塞块下方的水通过第一导孔进入到下腔体内，经过下腔体和下连接管进入到输出管中，在经过下连接管排出时，挡板受到水压力的作用转动，并对上连接管造成遮挡，防止水经过上连接管进入到上腔体内；当移动杆带动活塞块向上移动时，原理同上，第二进口闭合，第一进口开启，水经过第一进口进入到活塞块的下方，活塞块上方的水压增大，进入到上腔体之后经过上连通管进入到输出管，挡板反向转动对下连通管进行遮挡；通过上述设置能够不间断的向输出管内进行输水，并增加水压，使输水管内的水快速喷出，对摄像镜头进行清洗，不仅保持摄像镜头的清洁，并且有效节省了水资源，避免了繁琐的供水装置；为了进一步提升清洁程度，防止水压过低对摄像镜头起不到良好的冲洗作用，所述输水管的流水速度v与密封盒体的水的压强p之间满足：p/ρ=λ·v2/(2g+h)；上式中，p单位，帕斯卡；ρ为水的密度，1g/ml；v为流水速度，cm/s；g为重力常量，h为输出管的落差高度，单位cm；λ为调节系数，取值范围为1.26-3.55。上式为经验公式。通过在筒体内设置活塞板将集水箱的水抽入储水仓第一次增加水压，结合密封盒体内对水进行二次增压，保证输水管的输水压力，能够进一步将摄像镜头的顽固粘复泥土进行清洁。清洗之后，若集水箱内的用完，能够通过风叶间接带动移动杆和活塞块工作，增加输出管内的气压，对摄像镜头进行吹风，吹风的工作原理同上，防止残留水珠遮挡摄像镜头，影响拍摄的清晰度。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

22、本发明一种基于视频ai识别的停车位检测系统，通过视觉传感器和激光测距传感器相结合，通过激光测距传感器对目标车位的坐标进行校正，减小目标车位测量误差，提升了目标车位检测的准确性。

23、通过上述设置将水抽入到储水仓，能够增加储水仓内的水面高度，增加水压，有助于水快速进入到密封盒体内；同时通过设置的活塞板对集水箱内的水起到过滤作用，防止树叶等体积较大的杂质进入到密封盒体内造成堵塞；当活塞板下降的最低高度高于液面时，停止对摄像镜头水洗，清洁机构改为吹风，对摄像镜头进行风干。

24、通过在筒体内设置活塞板将集水箱的水抽入储水仓第一次增加水压，结合密封盒体内对水进行二次增压，保证输水管的输水压力，能够进一步将摄像镜头的顽固粘复泥土进行清洁。清洗之后，若集水箱内的用完，能够通过风叶间接带动移动杆和活塞块工作，增加输出管内的气压，对摄像镜头进行吹风，吹风的工作原理同上，防止残留水珠遮挡摄像镜头，影响拍摄的清晰度。

25、通过上述设置不仅能够在下雨时对摄像镜头进行清洗，同时在不下雨时，能够对摄像头进行吹风，防止尘土粘复在摄像镜头上，进一步提升摄像镜头的清晰度。

26、通过限定输水管的流水速度与密封盒体的水的压强之间关系，进一步提升清洁程度，防止水压过低对摄像镜头起不到良好的冲洗作用。