CN111052198A - 停放物体检测*** - Google Patents

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CN111052198A CN201880049492.XA CN201880049492A CN111052198A CN 111052198 A CN111052198 A CN 111052198A CN 201880049492 A CN201880049492 A CN 201880049492A CN 111052198 A CN111052198 A CN 111052198A
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D·库勒
M·穆拉哈法里
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Abstract

停放物体或车辆检测***(60)使用BLE接近感测以将具有信标ID的车辆(520)识别到在距车辆停放地面场地或车库的出入门(516)约一个车辆长度内。该***通过监视实时车辆进入和离开交通并将车辆停放事件的实例中的变化传达给后端服务器(70)来执行基于视觉的停放库存管理(514)。

Description

停放物体检测***
版权声明
Figure BDA0002378202210000011
Citifyd，Inc.本专利文件的一部分公开内容包含受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人以专利和商标局专利文件或记录中出现的形式传真复制专利文件或专利公开内容，但保留其他所有版权。37 CFR§1.71(d)。
技术领域
本公开涉及蓝牙低能耗(BLE)无线个人局域网接近感测的使用，以识别具有信标标识符(ID)的物体，并且具体地涉及检测车辆的存在，该车辆运输携带启用BLE的智能设备的个体从出入门(access gate)到车辆停放位置的短距离。
发明内容
所公开的停放物体或车辆检测***使用BLE接近感测以将具有信标ID的车辆识别到在距车辆停放地面场地或车库的出入门约一个车辆长度内。该***通过监视实时车辆进入和离开交通并将车辆停放事件的实例中的变化传达给后端服务器来执行基于视觉的停放库存管理。
通过下面参考附图对优选实施例的详细描述，其他方面和优点将变得明显。
附图说明
图1、图2A和图2B分别是本公开的源信标的简化示意图、部件框图和软件/硬件堆栈图。
图3A-1和图3A-2、图3B-1和图3B-2以及图3C是概述在启动车辆停放或大规模运送行驶交易会话的开始和结束时由源信标和用户智能设备协作执行的过程步骤的流程图。
图4是示出了本公开的停放和大规模运输信标***的主要部件组中包括的不同部件之间的配置和通信链接的***框图，其中去除了图1、图2A和图2B的源信标。
图5是停放或运输活动的模式的屏幕上智能手机菜单显示的图，顾客可以在所公开的停放和大规模运输信标***的操作期间从中进行选择。
图6、图7和图8示出了所公开的停放和大规模运输信标***的部件之中的在***操作的各个阶段期间活动的各种通信链路。
图9是示出***的主要部件的框图，其中智能信标设备与集成视觉设备协同操作以控制和处理车辆停放。
图10是示出用于停放场地的包括多个车辆停放空间的检测区域的框图，以用于描述实时库存管理引擎的操作。
图11是示出在由视觉传感器监视的无门禁地面停放场地的出入区域处的车辆进入和离开行驶路径的图。
图12是示出布置在队列中的三个车辆的图，以示出三角测量车辆检测技术。
图13是示出用于由所公开的停放物体检测***执行车辆检测的操作过程和算法的流程图。
具体实施方式
所公开的停放物体检测***包括应用程序，在该应用程序中，算法运行以使用BLE来实现接近度检测，从而将具有信标ID的物体识别到距出入门一个车辆长度内。在下面的描述中，Citifyd App(有时称为App)是在用户智能设备上使用用户信标操作的移动应用程序的名称，并且智能信标设备是与通向车辆停放位置的出入门相关联的源信标10(图1、图2A和图2B)的名称。Citifyd App和智能信标设备在车辆停放和大规模运输信标***中协作，该***称为Citifyd***。参照图1-图8提出了2016年12月2日提交的关于VehicleParking and Mass Transport Beacon System的国际申请号PCT/US16/64829的一部分以描述Citifyd***的主要部件以及主要部件中的不同部件之间的通信链路。Citifyd***包括一个或多个后端服务器(后端服务器)，停放或运输服务提供商在其上存储车辆停放和过境乘客(transit rider)客户帐户信息和交易信息。
图1、图2A和图2B分别是本公开的源信标10的简化示意图、部件框图和软件/硬件堆栈图。
参考图1，信标10是具有电源12、发光二极管(LED)指示灯14和容纳在耐用的水密性外壳18中的电子部件16的小型独立设备。
参考图2A和图2B，信标10包括用作电源12的锂聚合物(LiPo)可再充电电池，其连接到电源管理模块20。电源管理模块20传送适当的电压以施加到包含在外壳18中的若干电子部件16。电源连接点22提供对信标10的外部电源接入。微处理器30控制无线连接接口模块32的操作，该无线连接接口模块32是使用无线通信协议来产生短程无线电信号(例如，
Figure BDA0002378202210000031
Figure BDA0002378202210000032
或近场通信(NFC)无线通信技术)的无线通信电路。在所描述的实施例中，多协议片上***(SoC)(诸如nRF51822
Figure BDA0002378202210000033
Smart(也称为
Figure BDA0002378202210000034
低能耗或BLE))和具有嵌入式BLE信号兼容收发器的SoC构成接收来自
Figure BDA0002378202210000035
协议栈34的程序指令的
Figure BDA0002378202210000036
信号接口模块32，用于与客户智能设备36(诸如智能手机)进行短程通信(图4)。微处理器30还控制长期演进(LTE)模块38的操作，该模块实现用于移动设备和数据终端的高速数据传输的无线通信的标准。LED驱动器40响应于LED控制器42而将电压施加到红色、绿色、蓝色(RGB)LED指示灯14，从而提供关于信标10的操作的视觉状态信息。嵌入式Linux操作***软件模块44将程序指令提供到微处理器30以控制信标10的操作，包括LED控制器42和
Figure BDA0002378202210000037
协议栈34。
信标10可以附接到车辆停放或大规模运送服务设施的许多表面和位置。信标10可以安装在支撑在地板上的杆子的顶部上，从而允许户外使用。信标10也可以安装在墙壁或其他固定结构上。
图3A-1和图3A-2(以下称为图3A)、图3B-1和图3B-2(以下称为图3B)以及图3C是概述在启动车辆停放交易会话的开始和结束时由信标10和智能手机36协作执行的过程步骤的流程图。图3A和图3B示出了响应于智能手机36检测到信标10，它们分别在顾客进入到(即进入)和顾客退出(即离开)停放地面场地或车库设施的过程期间的交互。图3A还示出了由在智能手机36上运行的App产生的显示停放提示，以在顾客接近顾客入口时出现在智能手机36的显示屏上，如流程图的判定框59e指示的。“Citifyd App”是在用户智能手机36上运行的App的名称。图3B还示出了由Citifyd App产生的显示结束停放提示，以在客户接近客户出口时出现在智能手机36的显示屏上，如由流程图的判定框59x指示的。图3C示出了响应于信标10在智能手机36中检测到客户信标，信标10在打开和关闭停放设施的出入门的控制中的操作。
在描述的优选实施例中发生的所有设备间的交互中，智能手机36充当主要或主设备，向所有次要或从属设备通知客户的意图。当智能手机36在信标10的范围(例如1m)内时，在智能手机36上运行的Citifyd App向客户通知客户可以采取的动作。如果客户没有活动的停放会话，则Citifyd App提示消息，询问客户是否要想要开始会话。如果客户当前处于活动会话中，则Citifyd App提示客户结束会话。
当广播时，信标10可以在45英尺(13.7m)到230英尺(70m)的距离内以高准确性被识别。智能手机36与信标10越近，准确性越高。一旦智能手机36检测到信标10，就自动向信标10发送功能数据或从信标10发送功能数据，而无需客户的许可。Citifyd App跟踪并计算其距信标10的距离，并在达到1.0m或更小的范围时提示智能手机36。Citifyd App开始广播其自己的广告数据，直到信标10与智能手机36之间的距离超过1.0m。对于信标10是唯一具有互联网连接的设备的情况，信标10可以被配置为通过蜂窝通信网络协议(图4)经由无线通信链路从后端服务器向智能手机36发送请求用于动作的进一步许可的推送通知。如果客户通过授予许可做出响应，则Citifyd App开始广播其自己的广告数据，直到信标10与智能手机36之间的距离超过1.0m。
图4、图5、图6、图7和图8是被呈现以帮助理解以下对用信标10实现的车辆停放信标***60的操作的描述的***框图。
图4和图6-图8示出了车辆停放信标***60中的主要部件以及主要部件中的不同部件之间的通信链路。图4从***60省略信标10，以示出在信标10投入操作之前建立的***基础设施和通信链路。
参考图4，***60包括一个或多个后端服务器70(以下称为后端服务器70)，停放服务提供商在其上存储车辆停放客户帐户信息和交易信息。优选的停放服务提供商是市政当局、私人停放提供商或使用后端服务器70来处理与已建立的车辆驾驶员停放费用支付账户相关联的交易的其他商业组织。(停放服务提供商当然可以与单独的实体订立合同安排，以处理与停放费用支付帐户相关联的交易。)后端服务器70实现有通信信号接口，以建立与导航***74(诸如基于全球定位***(GPS)空间的卫星网络)的无线电信号通信链路72以及通过蜂窝通信网络协议建立与智能的无线连接启用的移动通信设备(诸如客户携带的智能手机36)的无线通信链路76。智能手机36实现有通信信号接口，以建立通信链路76并建立与GPS导航***74的无线电信号通信链路78。与GPS导航***74建立的通信链路72和78用于确定关于携带智能手机36的客户的位置和移动的信息并将其提供给后端服务器70。GPS导航***74通过跟踪客户的智能手机36来了解客户的确切位置(例如，出入门、公共汽车车站、街角等)。
图4示出了后端服务器70，该后端服务器70通过无线全局可访问信息(例如互联网协议)网络与公共汽车服务提供商88、火车/地铁服务提供商90和出租车服务提供商92以及停放服务提供商94的停放客户帐户建立有通信链路80、82、84和86。通信链路80、82和84使公共汽车服务提供商88、火车/地铁服务提供商90和出租车服务提供商92能够访问与他们各自的过境乘客客户帐户有关的旅行活动和支付信息。通信链路86使停放服务提供商94能够访问与其停放客户账户有关的停放活动和支付信息。
图6、图7和图8示出了包括信标10的***60。参照图6、图7和图8，由
Figure BDA0002378202210000051
信号接口模块32产生的无线电信号被用于在信标10和智能手机36之间建立无线通信链路100(图7)。信标10实现有LTE通信信号接口模块38以建立与GPS导航***74的无线电通信链路102，从而确定关于信标10的位置和移动的信息并将其提供给后端服务器70。
以下描述了车辆停放信标***60的操作。参考图6，客户的智能手机36加载有由***10的运营商提供的Citifyd App，并且后端服务器70存储用于由客户设置的交易帐户的帐户信息。为了进入停放出入门，顾客点击智能手机36的屏幕以从停放或运输活动模式的屏幕菜单显示中选择预期的活动，停放或运输活动模式在如图5所示的菜单屏幕截图的图中所示。在客户点击显示的所选活动后，GPS导航***74识别客户智能手机36的位置，并且必然识别携带该客户智能手机36的客户的位置。同时，后端服务器70检查客户帐户的真实性，可用资金和信用，并且然后打开该帐户。如果帐户状况良好，则后端服务器70发出“开始会话”识别码，并且在客户智能手机36内创建对客户的访问和查看隐藏的授权屏幕/票证。(术语“停放证”和“停放票”在全文中可以互换使用。)此过程减少了欺诈的可能性，因为客户无法通过拍摄授权屏幕图像并与他人共享来复制授权屏幕。现在，客户准备好停放在作为***60的一部分的任何有门禁或有人看管的停放位置。
当顾客朝向运输车辆或停放出入门或服务员移动时，进入信标10e在约30-45英尺(10.7-13.7m)处检测到顾客智能手机36，并准备进行连接握手104。参考图7，在预设距离(例如2英尺(0.6m))处，通过蓝牙协议在通信链路100上立即进行进入信标10e与客户智能手机36之间的连接握手。如果识别/共享码匹配，则认证完成，授权呈现在智能手机36的屏幕上，并且进入信标10e上的指示灯14打开，从而向车辆驾驶员或门口服务员发出信号，以允许客户进入或登机。在出入门的情况下，代替打开指示灯14，进入信标10e发出要解除障碍的信号，从而允许客户的车辆通过。此时，识别码也变为“停止会话”识别码。
下图概述了用于停放入口的信标和客户智能手机的逻辑状态流程，其中客户智能手机上存在互联网功能。
Figure BDA0002378202210000071
下图概述了用于停放入口的信标和客户智能手机的逻辑状态流程，其中客户智能手机上没有互联网功能。
Figure BDA0002378202210000081
参考图6、图7和图8，在完成行驶或停放会话之后，当客户下车或离开停放地面场地或设施时，出口信标10x(如果下车，或通过入口门或出入门离开，其可能与进入信标10e相同)检测客户的接近，并为连接握手104(图6)和连接链路100(图7)上的连接做准备。在当前距离下，进行连接握手104(图6)。如果识别/共享码匹配，并且一旦通信链路100上的连接握手中断并且GPS导航***74检测到信标10x分离(图8)，***就结束停放会话(即，打开出入门)并且该帐户被关闭并收取适当费用。在客户智能手机36上呈现带有交易细节的确认屏幕。
可替代地，一旦GPS导航***74使用“停止会话”识别码(图8)检测到信标10x与客户智能手机36的分离，***就结束停放会话，并且关闭帐户并收取适当费用。然后向客户呈现带有交易细节的确认屏幕。
以下是概述用于停放出口的信标和客户智能手机的逻辑状态流程的图。
Figure BDA0002378202210000101
在一天、一周或其他设定的时间段期间，该过程可以重复多次，并且客户帐户保留此账目。在该时间段结束时，客户***仅被收费一次。
通过以下操作消除或减少了授权时***对蜂窝或Wi-Fi通信连接的依赖，并且移除了蜂窝或Wi-Fi连接延迟的问题：(1)在登上或接近停放出入门/服务员之前执行预授权和帐户验证，并在Citifyd App内创建对客户隐藏的识别码和授权屏幕中的一个或两个，以及(2)仅通过与信标10连接握手在进入或登机时验证客户/授权。
在下面描述的实施例中，利用iBeacon无线个人局域网技术标准设备来实现Citifyd App和智能信标设备，其中定期广播源信标。
在客户的或用户的智能设备36(优选地，并且在下文中有时被称为智能手机)上运行的Citifyd App扫描并监视智能信标设备。扫描过程基于用户的智能手机36的GPS坐标，并开始扫描用户位置附近的智能信标设备。该App向用户呈现用户附近可用的车辆停放位置、通过实时库存管理引擎(LIME)呈现的每个停放位置的停放点的实际实时库存，并且通过定价引擎为每个停放位置识别定价。(术语“停放位置”通常是指地面或露天停放场地、停放车库或其他车辆停放设施的站点。)LIME和定价引擎在后端服务器上运行。一旦用户通过预先购买停放点和落在作为利用智能信标设备启用的Citifyd***的停放场地中的一个或两个而选择了停放位置，该App就连接到该停放场地位置的智能信标设备。此时，该App从“监视”切换到“测距模式”以进行访问控制。
智能信标设备应用唯一的信标ID过滤和四倍接近度测试(即，测距)的***来确定智能手机36要连接到的合适的智能信标设备。
后端服务器70首先向App提供唯一的智能信标设备ID的列表，以及与驾驶车辆的用户进入或离开的停放车库或停放场地的附近入口和出口相关联的信息。这个信息包括每个入口和出口的纬度和经度，智能信标设备是否专用于入口或出口的指示，唯一的标识号以及智能信标设备的硬件感测能力的指示(具体来说，是一种能够感测何时车辆位于嵌入地面中的布防回路上方(即，出入门的前面)的配置，并且是能够检测连线到智能信标设备的出入门是否物理打开的配置)。
该App区分驾驶车辆的用户是处于进入还是离开场景中，并且知道用户的位置，滤除针对当前情况的任何不想要的智能信标设备，并且仅扫描期望的智能信标设备。此外，如果检测到少于预期数量的信标，则该App假定另一个Citifyd***用户当前连接到其中一个智能信标，并且将等待直到确定另一个用户已断开连接，然后再完成扫描过程。
在该过滤过程之后的四倍测距测试过程包括测试A、测试B、测试C和测试D，如下。
测试A和测试B使用iBeacon接近值测量值，它们与智能信标设备的距离为“中”、“近”、“远”或“未知”，并与识别次要值的iBeacon相结合，该次要值为0-65535之间的整数，其广播该iBeacon的唯一识别号。
测试A：iBeacon在测量的瞬时将智能信标设备报告为“中”(<～0.5m)还是“近”(<～3.0m)？
测试B：在N秒的间隔内，是否测量到超过M个的“中”或“近”接近值？N和M的值是可调的(通过手动或机器学习)以微调测试B。
一旦测试A和测试B通过，iBeacon就继续进行测距以保持其结果的有效性，而且还开始启用BLE通信的设备发现，其扫描可连接的BLE设备。具体来说，iBeacon扫描其广播制造商数据和BLE设备名称提供有关如何连接到该设备的附加信息的设备。智能信标设备的设备命名约定类似于“C2<00300”，并且会对该名称进行解析以获取其包含的有用数据。第一个字符将设备标识为Citifyd***智能信标设备，并且可以用于附加识别信息。第二个字符代表智能信标的固件版本号，其可以用于帮助确定进一步通信的复杂性。第三个字符是使测试C和测试D通过所需的接收信号强度指示符(RSSI)信号强度阈值的ASCII代码表示。后端服务器70侧提供的在过滤过程中接收到的信息可以进一步调整此字符以便于不在现场时进行调整。最后的5位数字还是智能信标设备的唯一识别号。
测试C：在N秒的间隔内，是否测量了落在设备名称中定义的RSSI阈值之内的M个以上的RSSI值？这些N和M值可以独立于测试B中的值，并且可调整以微调测试C。
测试D：在N秒的间隔内，从所有RSSI测量值的平均值中获取的众数是否在设备上的RSSI阈值之内？(为了获得“众数”，将忽略第N个第二窗口内RSSI测量值阵列中的最高和最低RSSI测量值。)该N值也可以独立于之前的测试进行调整。
这些测试合起来使BLE设备的RSSI无线电信号强度中的一些瞬时波动得以消除，从而关于用户的接近度在智能信标设备的0-3米内添加了更大程度的确定性，并且很可能在智能信标设备的前面而不是其侧面或后面(智能信标设备上的天线是微定向的)。
如果所有四个测试A、B、C和D都通过了，则App假定用户的车辆的接近度在出入门或智能信标设备的几英尺内。此时，在用户的智能手机和智能信标设备之间建立了连接，并且进行了安全握手(密码或共享私钥交换)。然后可以在App和智能信标设备之间发送命令。
智能信标设备还具有寻找启用Citifyd***App的移动设备以检测用户的移动设备的信号强度的能力。这种能力使智能信标设备能够广播到智能信标设备认为最接近的那个移动设备，从而有效地添加测试E。
一旦连接了用户的智能手机36和智能信标设备，如果由智能信标/网关提供的信息指示停放出入门和智能信标设备能够确定用户的车辆是否位于与出入门前方的车辆行驶车道相关联的磁环检测器490(图12)上方，则该App指示智能信标设备轮询来自磁环检测器的信号，并仅当该信号为正时才允许用户打开出入门。智能信标/网关容纳在车辆停放位置处驻留的容器中，或可以作为增强视觉***传感器单元(如果其安装在停放位置处)的一部分。此时，该App还使用用户的智能手机36中存在的运动检测硬件来确定用户是否确实在驾驶车辆，并且仅在还满足该条件时才允许用户打开出入门。如果既不满足磁环检测器信号条件，又不满足车辆运动条件，则该App产生屏幕上行为召唤，其指示用户将磁环上方的车辆向前拉或返回用户的车辆，而不是在智能手机屏幕上提供打开出入门的按钮。磁环检测器和运动检测硬件中的一个或两个的使用防止意外触发车辆停放交易会话。一旦用户按下App中提供的屏幕上按钮以打开出入门，App就开始轮询信号以检测出入门是否打开(同样，如果智能信标/网关指示此功能可用)，并且一旦已经检测到出入门的成功打开就开始或结束用户在后端服务器70上的停放会话。如果此信号未能发生，则将故障通知给智能信标/网关，并向用户提供进一步的屏幕上指令以解决此情况。
该App还具有根据安装空间定制智能信标设备的能力。由于每个停放车库固有地具有可变的信噪特性，因此可以通过一组接近度校准设定点来设置智能信标设备，以匹配安装环境，该组接近度校准设定点补偿每个安装地点的变化。
与集成视觉设备协同操作的智能信标设备能够在入口点将检测到的物体分配给物体检测模块中的物体表，并且允许针对物体(例如卡车、轿车、摩托车)的大小和类型提供定价范围。在智能信标设备的车辆行驶车道的“视野”中查看物体，并确定物体相对于彼此以及相对于智能信标设备(在进入和离开混合的多个车道中)的图形接近度。
图9示出了与集成视觉设备协同操作以形成***500的智能信标设备，该***500将代表类型、价格和其他属性的值分配给进入检测区域502的物体。智能信标设备510包括智能信标/网关512，先前对其进行了一般参考。包括其源信标部件智能信标设备510的***500分别根据以下列出的增强功能如参考***60和源信标10描述的那样进行配置和操作。智能信标/网关512是具有CPU控制中心、WiFi无线连接、BLE、以太网***协议、LTE网络和USB标准接口功能的计算平台，并且执行以下功能：充当将所有传感器和其他智能设备连接到Citifyd***虚拟网络的安全网络路由器；运行LIME视觉代理514；执行所有智能信标设备510功能；管理与任何现有出入门516的通信；根据Citified***特定的定位方法执行室内定位，包括使用在一个车辆行驶车道中在其之间定位了特定距离的两个直行信标，如下面参考图12所述；执行可管理性功能，诸如智能信标设备510、计算平台的部件以及Citify***作为整体的运行状况；并且启用远程软件升级。
具有增强视觉***传感器518的智能信标设备510识别物体520(被显示并称为车辆)和物体520的行驶方向，从而请求进入停放结构。放置在检测区域502周围的视觉***传感器518还识别物体520的类型。视觉***传感器518(取决于站点应用)例如可以包括IR传感器、相机、热传感器、磁力计、压敏棒、声音传感器、光检测和测距(LIDAR)传感器、基于激光的深度传感器、运动传感器以及基于光束中断技术的传感器中的一个或多个。视觉***传感器518使用物体检测模块522作为LIME代理514视觉***软件部件的一部分，以向检测区域502中的当前物体520分配适当的标识。
视觉处理需要使用具有深度神经网络(DNN)执行环境的开源计算机视觉库(OpenCV库)。OpenCV库是主要针对实时计算机视觉的编程功能的跨平台库。LIME代理514使用与移动网络-SSD相关联的DNN，并且进行了特定于站点的训练。移动网络适用于移动和嵌入式视觉应用，并基于使用深度可分离卷积来构建轻型深度神经网络的体系结构。OpenCV3.4.1是利用移动网络-SDD用于物体检测的深度学习模块。可以从https://opencv.org下载源代码。
通过在后端服务器70中运行的AI引擎524，随着时间的推移加强这种比较，以补偿环境变化。AI引擎524识别周围环境随着时间的推移的改变。这种改变包括，例如，天气对背景照明的影响、日光和夜间条件以及跨越两个停放空间的超大型车辆。AI引擎524使得能够在视觉***传感器518中执行参数改变以补偿这种环境改变。
如果用户能够访问可以与智能信标设备510交互的软件，则它进而可以激活NFC/RFID通信器526，以使出入门控制器528打开出入门516，从而允许车辆进入停放结构。不管智能信标设备510和NFC/RFID通信器526是否授予用户访问权限，一旦物体520穿过出入门516并进入停放结构，在后端服务器70中运行并且在智能信标/网关512上执行指令的LIME代理514就会用物体520的类型、库存计数和在检测区域502中收集的其他度量进行更新。
基于视觉的智能信标设备510利用基于栅格/矢量的算法来描绘和区分物体520和行驶方向。传感器518和物体520通过物体检测模块522相关。对于诸如图11所示的露天地面场地环境，附件杆安装式视觉***在源处处理图像(边缘处理视觉***)，并通过蜂窝塔式连接或其他方法(包括App)仅将一组相关插值结果传输到智能信标/网关512，用于将完整插值数据传输到智能信标/网关512。此视觉***也可以安装用于门禁场地和私人场地。
LIME代理514具有处理来自视觉***传感器518的视频流并且在其处理的每个视频帧中检测感兴趣的车辆的能力。LIME代理514实现诸如深度神经网络***之类的AI方法，其具有针对诸如汽车、卡车、运动型多功能车、公共汽车、拖车、摩托车、送货卡车和自行车的感兴趣物体的预训练检测库。它可以使用视频帧减法来识别运动物体。LIME代理514的检测***具有解密车辆类型、大小、位置、车牌和其他唯一标识符(诸如品牌和型号、颜色和车辆信标ID)的能力。LIME代理514软件包括内核相关过滤器(KCF)跟踪框架，其核心部件是区分目标和周围环境的判别式分类器。可以从https://github.com/joaofaro/KCF/cpp下载源代码。用KCF跟踪体系结构实现的LIME代理514具有跟踪预定的感兴趣的(一个或多个)局部区域内的多个检测到的车辆并计算每个车辆的相对运动矢量的能力。LIME代理514的跟踪模块使用每个车辆的运动预测和实际图像特征的组合进行跟踪。该***具有解析感兴趣区域内停滞的汽车并跟踪部分被遮挡的物体的能力。该***通过锁定到感兴趣区域内的每个车辆来激活车辆处理，然后在车辆不再位于感兴趣区域内之后计算进入或离开的净运动。LIME代理514通过安全的代表性状态传输(REST)应用程序编程接口(API)将与进入和离开的车辆运动有关的信息传达给后端服务器70。LIME代理514具有改变视觉***传感器设置以补偿环境变化的能力。LIME代理514还可以实现有与热传感器协同的冗余处理，以提供通过切换到适用于给定环境的不同的传感器(例如，切换到LIDAR、热传感器或IR传感器)来补偿典型RGB相机受损的环境条件(诸如雪、极低光线或雾)的能力。这将需要切换到例如热传感器并且加载用于热图像的相关联神经网络训练文件。
图10示出了三个视觉***传感器518和四个智能信标设备510，其放置在检测区域540中六个车辆停放空间或停放点5401、5402、5403、5404、5405、5406周围的不同位置处，以实现LIME代理514。地面门禁场地还可以配备杆安装式视觉***以识别可用的停放点，以用于进行本地地点的引导/导航。图11示出了视觉***传感器518，优选地为相机，其被放置为监视无门禁地面停放场地532以识别其中的可用停放点。使用相机来监视无门禁地面停放场地532使得能够检测出车辆520通过出入区域534的进入和离开的情况，从而促进了车辆停放交易会话的记录。物体/空间检测算法通过“物体/场地比较算法”连续比较较大区域的图像，以确定停放点的“状态”变化。该方法通过与栅格化方法相比的矢量化方法描绘了与占用的停放点(即，停放点5401、5402、5404、5406)相比的可用停放点(即，停放点5403、5405)，以用于快速处理。占用的停放点相对于背景(未占用的参考)进行比较使得能够通过视觉***对露天场地停放点进行导航，这些视觉***在视觉***传感器处进行插值，并且仅通过网络传输相关的结果数据。
LIME代理514提供公共和私有连接性，以识别Citifyd***中所有停放场地的实时库存数据，以及LIME代理514的独立通道以用于Citifyd***之外的实体。该算法通过以下操作来补偿天气变化以及其他环境因素：通过AI引擎524用各种实时馈送和传感器输入重新校准参考点。由于传感器输入数据以及其他实时馈送(例如天气模式)，时常地比较背景参考点。通过自学习AI引擎524(视觉***传感器518的集群)确定随机参考比较点和时间。这些视觉***传感器518用于激活和释放可以改善参考点校准的自学习环境参数和模式。收集用于AI引擎524的输入的视觉***传感器518可以包括与深度感测视觉***结合的RF热检测器、每次安装具有可变景深调节的立体相机集群以及RGB相机***。RGB相机***连接到Citifyd智能信标***，该***支持边缘处理器，并且在较大区域内对物体运动和静止物体中的一个或两个进行外插和内插。
多个智能信标传感器数据和RGB远程相机***的组合区分了物体、物体的热量模式以及物体的深度，从而针对特定的安装和特定部位的数据不断增强AI引擎524。AI引擎524具有为其他附近(区域)位置协调和馈送基于参考地理的数据的能力。
作为传感器运行的立体相机***可以检测进入和离开车辆行驶车道中的物体的运动模式。立体相机传感器可以是RGB和RF以及其他深度感测信号的组合。
在智能信标设备510处启用RFID(有源)通信器，以实现出入门控制，而无需直接布线到出入门机制。这绕过直接连接，并且作为选项，通过视觉***和LIME代理514协调门禁停放库的库存计数。
作为后端服务器70中的LIME代理514的一部分运行的场地导航器应用程序是较大的停放车库的本地化导航选项，该较大的停放车库需要将进入的用户引导到该停放车库中的可用开放停放空间。场地导航器选项通过场地导航器中场地的地图叠加层将车辆中的用户引导到特定的可用车位。场地导航器的通信在智能信标设备510的多个群集之间进行协调，并与GPS坐标结合，这些GPS坐标通过线程通信协议连接到智能信标/网关512和后端服务器70。协议的示例是WiFi网络或群集信标网络，其使用IEEE 802.15.4协议。多个杆安装式视觉***传感器的使用促进了将完整的场地合成图像传送到后端服务器70以进行开放车位发现的能力。场地导航器使用来自杆安装式视觉***传感器518的比较图像并将其参考到参考背景图像，以通过LIME代理514识别可用车位。LIME代理514具有将所有通信本地登记到后端服务器70的能力，包括误报图像和漏报图像，必要时本地地或到后端服务器70。误报图像是被错误识别为车辆的物体。漏报图像是物体检测模块522错过的车辆。通过AI引擎524定期改善矢量化计算和比较以补偿环境变化。
场地导航器使用以下设备将进入的用户引导到可用的停放空间。杆安装式视觉***传感器518通过报告导致相对于参考背景图像发生变化的物体来报告库存变化。随着时间的推移，通过AI引擎524加强了该比较，以补偿环境变化。视觉***传感器518和物体检测模块522之间的通信通过智能信标设备510聚集在停放结构周围而发生。智能信标设备510通过线程通信协议(例如，WiFi、IEEE 802.15.4协议和LTE)充当视觉***传感器518和智能信标/网关512与后端服务器70之间的通信管道。停放空间状态(占用或空的)的变化通过以下方式通过LIME代理514传达给场地导航器：更新停放结构的地图叠加层。该信息通过应用程序传递给用户，该应用程序将引导用户到空的被分配的停放空间。
为了便于描述可选的三角测量技术，该技术对于未用视觉传感器实现的***的进入或离开出入门处的车辆检测特别有用，图12呈现了示出布置在沿着车辆行驶车道571的队列中的通过出入门516的操作而被选择性地阻挡的车辆5701、5702和5703的图。公开的三角测量技术克服了由于占用车辆的不同数量的乘客接近出入门516以进入或离开停放位置引起的可变BLE信号吸收而导致的不可靠的车辆检测。目的是打开出入门516以允许最接近出入门516的车辆通过，而不管由车辆中的过度局部环境条件(例如，更多或更少的乘员)导致的RSSI值变化，同时在通过出入门信标附近建立队列。
定位在出入门516附近的智能信标设备510(称为门信标，GB)与沿行驶车道定位的标准BLE信号发射源信标(称为车道信标，LB)分开已知距离。门信标GB和车道信标LB优选地分开14英尺(4.3m)，其大约是两个车辆长度。门信标GB和车道信标LB发射强度基本相同的无线电信号。门信标GB和车道信标LB协作以消除信号吸收的影响，而不管队列中占用车辆的乘客人数，信号吸收影响了由智能设备测得的RSSI无线电信号强度。
在图12中，框5721、5722和5723分别代表针对车辆5701、5702和5703的通过门信标GB和车道信标LB发射的测得无线电信号的强度的GB RSSI和LB RSSI比率。框5723示出对于车辆5703，由于车辆5703到车道信标LB的相对于距门信标GB很远距离的中接近度，因此RSSI比率＜1。框5722示出对于车辆5702，由于车辆5702到车道信标LB和门信标GB中的每一个的近接近度，因此RSSI比率约为1。框5721示出了对于车辆5701，由于车辆5701到门信标GB的相对于距车道信标LB的很远距离的中接近度，因此RSSI比率>1。
RSSI比率指示队列中的车辆5701、5702和5703的顺序，其中RSSI比率＝1表示临界点，在该临界点，最接近和最远离出入门516的车辆分别表现出最大分数>1和最小分数<1。在智能设备上运行的App将RSSI比率信息传输到门信标GB，这会导致车辆5701中乘员携带的App产生屏幕上按钮以进行出入门控制，或者导致出入门控制器528打开出入门516以用于车辆5701通过。
用于车辆检测的三角测量技术被配置用于多车道车辆停放设施，该车辆停放设施经常在公共车道分隔线上安装出入门结构。该技术使得能够为车辆打开与门信标相关联的正确出入门，该车辆在与该出入门相关联并位于该出入门附近的车道中行驶。
图13是流程图700，其示出了用于由***500执行车辆检测的操作过程和算法。前四个过程框代表被执行以设置视觉***传感器518、LIME代理514和通信链路的功能。过程框702定义视觉参数并设置视觉***传感器518的相机和传感器。过程框704定义用于在检测区域502中观察的感兴趣区域(ROI)。过程框706表示在LIME代理514中加载局部训练的神经网络用于RGB相机、LIDAR和热传感器。过程框708表示用于建立LIME代理514到后端服务器70的通信链路的设置。
在完成通信链路设置后，根据以下过程准备执行车辆检测。过程框710表示对所有配置的视觉***传感器518的连续读取，并且过程框712表示其输入的裁剪、过滤和缩放。过程框714表示检测所定义的感兴趣区域内的车辆。接收并处理感兴趣区域的流视频。限制要分析的视频的片段是在过程框702表示的设置中定义的。使用可变的可选帧频速率允许进行有效的处理。一旦检测到车辆，物体检测模块522就验证其满足感兴趣物体的初始标准。使用深度神经网络(DNN)通过物体检测模块522对得到的车辆进行验证和分类。深度神经网络使用初始训练文件，并增强了特定于地点的训练参数。过程框716表示将新检测到的车辆添加到***列表。一旦被验证，车辆就被传递到LIME代理514中的跟踪模块，并通过深度神经网络以预定义或随机间隔被验证为相同。使用定制的感兴趣区域以一种方式来跟踪车辆，该方式将在被遮挡的情况下继续通过感兴趣区域内的预测路径进行跟踪，并通过深度神经网络进行重新验证。判定框718表示询问是否有任何车辆已经越过了感兴趣区域。如果答案为否，则判定框718表示返回到过程框710的车辆检测处理操作，在此读取所有配置的视觉***传感器518。对车辆的感兴趣区域内的行驶运动进行矢量化处理，以确定相对于感兴趣区域边界的行驶距离和方向。如果答案为是，则判定框718将处理引导到过程框720，在此为越过感兴趣区域的每个车辆计算行驶距离和方向。过程框722表示将每个车辆的运动确定为进入或离开事件。过程框724表示将进入或离开事件数据传输到在后端服务器70中运行的LIME代理514。一旦其离开感兴趣区域，则将车辆从跟踪模块中移出，并存储本地车辆的图像以用于调度使用从而更新停放位置(例如停放场地)的训练文件。过程框724表示返回到过程框710的车辆检测处理操作，在此读取所有配置的视觉***传感器518。
对于本领域的技术人员显而易见的是，可以在不脱离本公开的基本原理的情况下对上述实施例的细节进行许多改变。因此，本发明的范围应仅由所附权利要求书确定。

Claims (14)

1.一种停放车辆检测***，包括：
源信标，其被配置为通过从与车辆停放位置的出入区域相关联的装置的位置发射短程无线电信号来广播其标识，并且所述源信标被配置为在利用射频无线技术实现的无线通信链路上建立与智能设备的连接，以扫描所述智能设备附近的源信标并提供基于位置的信息内容，并且当接近所述源信标时并且在接收到所述源信标发射的所述短程无线电信号并识别所述源信标后，所述智能设备在所述无线通信链路上与所述源信标形成连接；
移动应用程序，其被提供给所述智能设备并在所述智能设备上运行，以发起和结束车辆停放会话；以及
后端服务器，其通过无线通信链路与所述智能设备通信，所述后端服务器存储所述智能设备附近的车辆停放位置的标识用于传递给所述移动应用程序，并且所述移动应用程序执行以下操作：确定运载携带所述智能设备的用户并且位于与检测到的源信标操作性相关联的所述出入区域附近的车辆是否处于进入或离开场景中，所述检测到的源信标与所述车辆停放位置相关联；执行测距过程以确定所述智能设备与所述检测到的源信标之间的距离或与所述检测到的源信标操作性相关联的所述出入区域在指定的量之内，并且在确定所述距离在所述指定的量之内后，在所述智能设备和所述智能信标之间形成无线连接的状态以实现激活车辆停放交易会话。
2.根据权利要求1所述的车辆停放***，其中，在所述后端服务器中运行的实时库存管理代理向所述移动应用程序提供在运载携带所述智能设备的所述用户的所述车辆的附近的至少一个所述车辆停放位置的实时停放点库存信息。
3.根据权利要求2所述的车辆停放***，其中，在所述后端服务器中运行的场地导航器程序与所述实时库存管理代理协作以将操作所述车辆的用户引导到车辆停放位置中的开放停放点。
4.根据权利要求1所述的车辆停放***，还包括磁力计，所述磁力计在与所述智能设备和所述源信标处于无线连接的状态下彼此协作以检测所述车辆从而防止意外激活车辆停放交易会话。
5.根据权利要求1所述的车辆停放***，其中，所述智能设备包括运动传感器技术，以检测携带所述智能设备的所述用户的运动并将所述车辆的运动与所述用户的所述运动区分开以防止意外激活车辆停放交易会话。
6.根据权利要求1所述的车辆停放***，还包括视觉***传感器，所述视觉***传感器与所述源信标协同操作以在所述停放位置中形成检测区域，所述视觉***传感器和所述源信标识别参与所述车辆停放交易会话的车辆和所述车辆的行驶方向。
7.根据权利要求6所述的车辆停放***，其中，所述视觉***传感器包括IR传感器、相机、热传感器、磁力计、压敏杆、声音传感器、光检测和测距传感器即LIDAR传感器、基于激光的深度传感器、运动传感器和基于光束中断技术的传感器或它们的组合。
8.根据权利要求1所述的车辆停放***，还包括：多个视觉***传感器，其与所述源信标协同操作以定义停放位置的检测区域；以及物体检测代理，其将识别属性分配给存在于所述检测区域中的车辆以提供所述停放位置中的停放点的实时库存管理。
9.根据权利要求8所述的车辆停放***，还包括在所述后端服务器中运行的AI引擎，以补偿所述检测区域中的环境变化从而增强存在于所述检测区域中的所述车辆的所述识别属性。
10.根据权利要求8所述的增强型停放***，其中，为了定义所述停放位置的停放空间状态，所述多个视觉***传感器通过提供表示参照存在于存储在实时库存管理代理中的背景图像中的车辆的变化的车辆图像信息来报告所述停放位置中的所述停放点的库存中的变化，所述实时库存管理代理在所述后端服务器中运行并且包括场地导航器应用程序，所述停放空间状态中的变化被传达到所述场地导航器应用程序，所述场地导航器应用程序向所述用户携带的所述智能设备提供信息以供在所述智能设备上运行的应用程序使用从而将所述用户引导到空的停放点。
11.根据权利要求1所述的车辆停放***，还包括位于车辆停放位置的所述出入区域中的出入门，并且其中，车辆停放交易会话的所述激活包括启用所述出入门的操作。
12.根据权利要求11所述的车辆停放***，其中，所述源信标构成发射门源短程信号的门源信标，并且其中，所述车辆被定位成沿着车辆行驶车道朝向所述出入门移动，并且所述***还包括车道源信标，所述车道源信标设置为沿着所述车辆行驶车道距所述门源信标已知距离并发射车道源短程信号，所述门源短程信号和所述车道源短程信号被传输以用于由所述移动应用程序进行测量从而确定信号比率，所述信号比率指示所述车辆与所述出入门的接近程度。
13.根据权利要求12所述的增强型车辆停放***，其中，所述车辆是沿着所述车辆行驶车道的队列中的多个车辆中的一个，所述多个车辆中的每一个都运载携带智能设备的用户，所述移动应用程序在所述智能设备上运行，并且所述门源短程信号和所述车道源短程信号被传输以用于由所述移动应用程序进行测量从而确定指示所述队列中的所述多个车辆的位置的相应信号比率。
14.根据权利要求12所述的增强型车辆停放***，其中，所述车辆是沿着所述车辆行驶车道的队列中的多个车辆中的一个，所述多个车辆中的一个运载携带智能设备的用户，所述移动应用程序在所述智能设备上运行，并且所述门源短程信号和所述车道源短程信号被传输以用于由所述移动应用程序进行测量从而确定指示所述队列中的所述多个车辆中的所述一个的位置的所述信号比率。
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