[发明专利]一种物流园区车行通道智能调度系统及方法

摘要

本发明公开了一种物流园区车行通道智能调度系统，结构包括：直道信号灯、进入信号灯、监控探头、作业终端机及通道仲裁系统；以及采用此智能调度系统的方法，通过监控探头采集车行通道图像，完成监控背景图像提取，背景迭代计数重置，车行通道区域勾勒，运动区域检测，运动区域融合，计算运动区域面积等步骤，识别货车上月台，货车下月台，货车侧方停车，货车侧方启动，人员移动等移动类型，结合作业终端机作业状态操作，自动高效解决车行通道冲突消解问题，系统结构简单，安装维护成本低，智能检测调度方法稳定可靠，适用于提高多种物流园区货车作业效率和自动化水平，具有很好经济效益和市场应用推广前景。

主权项

1.一种物流园区车行通道智能调度方法，其特征在于，采用物流园区车行通道智能调度系统，该系统结构包括：直道信号灯、进入信号灯、监控探头、作业终端机及通道仲裁系统；受监控的车行通道空间位置一侧为仓储库区作业月台，另一侧为侧方停车位，车行通道为单向行驶的共用通道；所述进入信号灯安装在进入车行通道的转弯角上，使得货车司机在进入车行通道之前就能够目视观察到灯次变化；所述直道信号灯安装在车行通道的远端尽头，使得货车司机在车行通道上都能够目视观察到灯次变化；所述作业终端机安装在月台一侧，在司机完成月台作业请求倒车进入车行通道时，实现显示车行通道占道/未占道信息显示及倒车确认反馈功能；所述监控探头安装在车行通道正对直行通道的一侧，安装在进入直行通道一侧或者离开直行通道一侧，采集直行通道图像，送往通道仲裁系统；所述通道仲裁系统连接作业终端机、监控探头、直道信号灯及进入信号灯，根据监控探头采集直行通道图像，实时智能检测占道情况，接收作业终端机倒车请求和状态，并且控制直道信号灯及进入信号灯灯次，实现车行通道冲突消解；具体实现步骤如下：一、室外环境亮度检测步骤1：定期采集一帧图像；步骤2：计算总体亮度均值；采用计算公式：式中，为单帧图像总体亮度均值；N为单帧图像像素宽度，M为单帧图像像素高度，Y(x,y)为第x列，第y行像素的亮度值，用以下亮度公式计算：Y(x,y)＝0.299·R(x,y)+0.587·G(x,y)+0.114·B(x,y)式中，R(x,y),G(x,y),B(x,y)分别为第x列，第y行像素的红色、绿色、蓝色颜色分量；步骤3：切换人工调度模式；判断或者如果是，则切换为人工调度模式，否则为自动调度模式；其中Y_亮为环境亮度过亮阈值，大于此阈值表明监控图像中物体解析度降低；Y_暗为环境亮度过暗阈值，小于此阈值表明监控图像中物体解析度降低；这两种情况都有可能引起智能识别错误，造成调度失误，因此切换为人工调度模式；二、监控背景图像提取步骤4：迭代法背景图像建模；采用计算公式：式中，Ij(x,y)为第j帧采集图像在像素(x,y)处的亮度值，Bj‑1(x,y)是上一帧时背景图像在像素(x,y)处的亮度值，Bj(x,y)为当前帧背景图像在像素(x,y)处的亮度值；步骤5：背景迭代计数重置；第1帧背景图像采用背景迭代计数重置之后的图像，即：B1(x,y)＝I1(x,y),式中B1(x,y)是第1帧背景图像在像素(x,y)处的亮度值，I1(x,y)是第1帧采集图像在像素(x,y)处的亮度值；三、车行通道区域检测步骤6：车行通道区域勾勒；车行通道两侧的月台停车位和侧方停车位在采集图像中经过透视变换后，由一系列点坐标链表连接的直线段围成一个封闭图像区域D；进入该封闭图像区域D内的货车或人员都被认为是占道情况；车行通道区域勾勒图为固定值，仅在监控探头位置、光学参数调整及月台停车位、侧方停车位调整之后重新划定；四、运动区域检测步骤7：背景差法检测运动区域；采用计算公式：Δj(x,y)＝|Bj(x,y)‑Ij(x,y)|(j≥1)式中，Δj(x,y)为第j帧采集图像与背景图像在像素(x,y)处差值的亮度绝对值，Bj(x,y)为第j帧背景图像在像素(x,y)处的亮度值，Ij(x,y)为第j帧采集图像在像素(x,y)处的亮度值；步骤8：二值化；采用计算公式：式中，Λ为二值化阈值，为一常数，δj(x,y)为二值化后第j帧二值化图像在像素(x,y)处的标记值，0表示像素(x,y)为非运动区域像素，1表示像素(x,y)为运动区域像素；步骤9：剔除非通道区域像素；判断δj(x,y)＝1的像素是否属于车行通道封闭图像区域D？如果是，则该像素保持1不变；如果不是，则该像素改为0；步骤10：运动区域融合；采用像素八连通域融合算法，即：如果像素δ(x,y)＝1，则其八邻域δ(x‑1,y‑1)、δ(x,y‑1)、δ(x+1,y‑1)、δ(x‑1,y)、δ(x+1,y)、δ(x‑1,y+1)、δ(x,y+1)及δ(x+1,y+1)中值为1的都属于和像素(x,y)相同的运动区域；连通域像素赋予相同的标号，标号总数为k个，表明有k个运动区域；步骤11：计算运动区域面积；分别统计k个运动区域的像素总和，即计算：Si＝count(lbl(i))i＝1,...,k，式中lbl(i)表示标号为i的像素，每找到一个这样的像素，函数count(·)加1，因此标号为i的运动区域面积Si加1；步骤12：触发背景迭代计数重置；计算总运动区域面积S：式中Si为第i个标号的运动区域面积，判断如果S＜S未占道，则没有占道货车或人员，其中S未占道为一常数；持续统计T分钟后，T为一常数，仍然满足未占道条件，则认为所有月台停车位、侧方停车位都已经停泊完毕，整个采集图像可作为新的背景，因此跳转到步骤5，触发背景迭代技术重置；否则跳转到步骤13‑步骤17，检测移动类型；五、移动类型检测步骤13：货车上月台如果总运动区域面积S不断减少，且运动区域在月台停车位一侧，则认为是货车上月台类型；步骤14：货车下月台如果总运动区域面积S不断增加，且运动区域在月台停车位一侧，则认为是货车下月台类型；步骤15：货车侧方停车如果总运动区域面积S不断减少，且运动区域在侧方停车位一侧，则认为是货车侧方停车类型；步骤16：货车侧方启动如果总运动区域面积S不断增加，且运动区域在侧方停车位一侧，则认为是货车侧方启动类型；步骤17：人员移动类型如果总运动区域面积按时间变化|ΔS|＜S人员，则认为变化不大，为人员移动类型，其中S人员为一常数；六、车行通道冲突消解步骤18：货车等待下月台；司机在作业终端机上按下倒车申请按键，通道仲裁系统检测车行通道状态，如果是未占道，则在作业终端机的显示屏上提示接受申请，可倒车，司机按下倒车确认按键，倒车下月台；通道仲裁系统改变进入信号灯、直道信号灯灯次为禁止通行，其他货车不再使用车行通道；步骤19：货车正在上月台，货车正在下月台，货车正在侧方停车，货车正在侧方启动，有人员移动；通道仲裁系统向所有作业终端机发送禁止倒车信息，并改变进入信号灯、直道信号灯灯次为禁止通行，其他货车不再使用车行通道。