一種道閘安全防砸方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種道閘安全防砸方法及裝置，用于檢測道閘的目標區(qū)域內(nèi)的遮擋物，并根據(jù)是否存在遮擋物指示道閘控制器進行相應的操作。本發(fā)明實施例方法包括：獲取目標區(qū)域的當前圖像特征，所述目標區(qū)域為道閘底座的標靶區(qū)域；將所述當前圖像特征和背景圖像特征進行尺度不變特征轉(zhuǎn)換SIFT特征點匹配，若匹配失敗的SIFT特征點大于第一閾值，則指示道閘控制器停止道閘運動；所述背景圖像特征為道閘底座的標靶的圖像特征，所述背景圖像特征包括：目標區(qū)域中的各個SIFT特征點，以及所述SIFT特征點對應的特征向量。
【專利說明】一種道閘安全防砸方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及安全監(jiān)控領域，尤其涉及一種道閘安全防砸方法。
【背景技術(shù)】
[0002]時至今日，道閘已經(jīng)被廣泛使用在停車場出入口作為車輛出入的有效控制。道閘的使用模式都是“一車一桿，車過桿落”。道閘的閘桿進行關(guān)閘的時候會存在閘桿下有車或者行人經(jīng)過的情況。為了避免車與行人被誤傷，提高道閘的安全性，一般都會使用保護裝置。
[0003]傳統(tǒng)的電動道閘防砸車方案是通過在道閘的閘桿的正下方安裝地感線圈，當車輛進入該區(qū)域會被地感線圈檢測，通過道閘控制器停止或抬起閘桿以避免車輛被砸。但是地感線圈無法檢測行人，因此容易導致行人被誤砸，降低了安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例提供了一種道閘安全防砸方法，用于檢測道閘的目標區(qū)域內(nèi)的遮擋物，并根據(jù)是否存在遮擋物指示道閘控制器進行相應的操作。
[0005]本發(fā)明實施例提供的道閘安全防砸方法，包括:
[0006]獲取目標區(qū)域的當前圖像特征，所述目標區(qū)域為道閘底座的標靶區(qū)域；
[0007]將所述當前圖像特征和背景圖像特征進行尺度不變特征轉(zhuǎn)換SIFT特征點匹配，若匹配失敗的SIFT特征點大于第一閾值，則指示道閘控制器停止道閘運動；所述背景圖像特征為道閘底座的標靶的圖像特征，所述背景圖像特征包括:目標區(qū)域中的各個SIFT特征點，以及所述SIFT特征點對應的特征向量。
[0008]可選的，若匹配失敗的SIFT特征點小于或等于第一閾值，則指示道閘控制器維持道閘的正常狀態(tài)。
[0009]可選的，所述獲取目標區(qū)域的當前圖像特征，包括:
[0010]檢測目標區(qū)域的尺度空間極值點；
[0011]精確確定極值點位置，過濾部分位于邊緣的特征點，得到SIFT特征點；
[0012]為每個所述SIFT特征點指定方向參數(shù)，生成當前圖像特征，所述當前圖像特征包括:當前圖像的各個SIFT特征點，以及所述SIFT特征點對應的特征向量。
[0013]可選的，所述將所述當前圖像特征和背景圖像特征進行SIFT特征點匹配，包括:
[0014]獲取當前圖像特征的第一 SIFT特征點；
[0015]在所述背景圖像特征中查找與所述第一 SIFT特征點的歐式距離最近的兩個第二SIFT特征點；
[0016]若最近的第二 SIFT特征點與次近的第二 SIFT特征點的比值小于匹配閾值，則當前圖像特征和背景圖像的SIFT特征點匹配成功；
[0017]若最近的第二 SIFT特征點與次近的第二 SIFT特征點的比值大于或等于匹配閾值，則當前圖像特征和背景圖像的SIFT特征點匹配不成功。[0018]可選的，所述方法還包括:
[0019]在初始化背景圖像特征時，為所述背景圖像特征的各個SIFT特征點設置初始的背景權(quán)重值，所述背景權(quán)重值用于判斷當前的SIFT特征點是否適合作為背景特征點。
[0020]可選的，所述為所述背景圖像特征的各個SIFT特征點設置初始的背景權(quán)重值之后，包括:
[0021]若當前圖像特征的SIFT特征點和背景圖像特征中相應的SIFT特征點匹配不成功，則將所述背景圖像特征中的SIFT特征點的背景權(quán)重值減一，若所述背景圖像特征中的SIFT特征點當前的背景權(quán)重值小于背景閾值，則刪除所述背景圖像特征中的SIFT特征點；
[0022]若當前圖像特征的SIFT特征點和背景圖像特征中相應的SIFT特征點匹配成功，則將所述背景圖像特征中的SIFT特征點的背景權(quán)重值加一。
[0023]可選的，所述將所述背景圖像特征中的SIFT特征點的背景權(quán)重值加一之后，還包括:
[0024]判斷更新后的背景權(quán)重值是否等于特定閾值，若是，則若下一次SIFT特征點匹配成功，維持當前的背景權(quán)重值不變。
[0025]可選的，所述為所述背景圖像特征的各個SIFT特征點設置初始的背景權(quán)重值之后，包括:
[0026]若當前的背景圖像特征中沒有相應的SIFT特征點與當前圖像特征的SIFT特征點進行匹配，則將當前圖像特征的SIFT特征點設置為預背景特征點，并初始化所述預背景特征點的背景權(quán)重值，若在之后的SIFT特征點匹配中，所述預背景特征點的背景權(quán)重值更新并達到穩(wěn)定閾值，則確定所述預背景特征點為背景特征點。
[0027]可選的，所述將當前圖像特征的SIFT特征點設置為預背景特征點之后，包括:
[0028]所述預背景特征點的SIFT特征點匹配成功與否，不參與所述第一閾值的判斷。
[0029]可選的，所述方法還包括:
[0030]若匹配失敗的SIFT特征點大于第一閾值，則增加遮擋幀數(shù)；若累積的遮擋幀數(shù)大于遮擋閾值，則觸發(fā)所述指示道閘控制器停止道閘運動的步驟。
[0031]從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點:
[0032]在本發(fā)明實施例中，在獲取目標區(qū)域的當前圖像特征之后，將所述當前圖像特征和背景圖像特征進行尺度不變特征轉(zhuǎn)換尺度不變特征轉(zhuǎn)換(Scale-1nvariant featuretransform, SIFT)特征點匹配，若匹配失敗的SIFT特征點大于第一閾值，則指示道閘控制器停止道閘運動；由于攝像頭較地感系統(tǒng)更容易檢測到遮擋物，因此，本發(fā)明實施例的道閘安全防砸方法的安全性更高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0034]圖1是本發(fā)明實施例道閘安全防砸方法的一個流程示意圖；
[0035]圖2是本發(fā)明實施例道閘安全防砸裝置一個結(jié)構(gòu)示意圖；[0036]圖3是本發(fā)明實施例道閘安全防砸方法的另一個流程示意圖；
[0037]圖4是本發(fā)明實施例道閘安全防砸方法的另一個流程示意圖；
[0038]圖5是本發(fā)明實施例道閘安全防砸裝置的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0039]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0040]本發(fā)明實施例提供了一種道閘安全防砸方法，用于檢測道閘的目標區(qū)域內(nèi)的遮擋物，并根據(jù)是否存在遮擋物指示道閘控制器進行相應的操作。
[0041]隨著計算機視覺和人工智能相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及視頻分析技術(shù)的成熟，把視頻分析技術(shù)用以解決安全防砸問題是一種可行的方法。使用攝像機觀察標靶是否被遮擋，從而判斷監(jiān)控區(qū)域是否有人是一種可靠的方法。
[0042]請參閱圖1，本發(fā)明實施例中的道閘安全防砸方法的一個實施例包括:
[0043]101、獲取目標區(qū)域的當前圖像特征；
[0044]道閘安全防砸裝置獲取目標區(qū)域的當前圖像特征；可選的，所述當前圖像特征包括:當前圖像的各個SIFT特征點，以及所述SIFT特征點對應的特征向量。
[0045]SIFT是用于圖像處理領域的一種描述子，這種描述具有尺度不變性，可在圖像中檢測出關(guān)鍵點，是一種局部描述子。SIFT特征匹配算法的匹配能力較強，可以處理兩幅圖像之間發(fā)生平移、旋轉(zhuǎn)、仿射變換情況下的匹配問題，甚至在某種程度上對任意角度拍攝的圖像也具備較為穩(wěn)定的特征匹配能力。
[0046]具體的，在實際應用中，道閘安全防砸裝置可以由攝像頭與視頻分析計算機組成。
[0047]可以理解的是，而本發(fā)明實施例中的道閘安全防砸裝置可以為獨單的物理設備，也可以為加載在終端上的軟件程序，圖像識別裝置的描述僅僅是示意性的，例如，圖像識別裝置中單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括:U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
[0048]102、將所述當前圖像特征和背景圖像特征進行SIFT特征點匹配；
[0049]道閘安全防砸裝置將所述當前圖像特征和背景圖像特征進行SIFT特征點匹配，若匹配失敗的SIFT特征點大于第一閾值，則執(zhí)行步驟103，若匹配失敗的SIFT特征點小于或等于第一閾值，則執(zhí)行步驟104。所述第一閾值是一個被遮擋的SIFT特征點的閾值，用于判定目標區(qū)域內(nèi)是否存在遮擋物。
[0050]所述背景圖像特征為道閘底座的標靶的圖像特征，所述背景圖像特征包括:目標區(qū)域中的各個SIFT特征點，以及所述SIFT特征點對應的特征向量。
[0051]在本發(fā)明實施例中，如圖2所示，道閘安全防砸裝置通過一個安裝在道閘箱體內(nèi)的攝像機監(jiān)控道閘的底座上的標靶，網(wǎng)格狀的圖案印刷在閘桿的底座上，兩面印刷均一樣。示例性的，本發(fā)明使用的道閘底座可以為一個長為I米的底座，上面涂有方格的標靶，可選的，標靶的圖案還可以為其它的邊緣特征明顯的圖案。
[0052]道閘安全防砸裝置在初始化時會對背景圖像特征進行采集，并一直觀察從標靶上提取的特征點并進行匹配。
[0053]103、若匹配失敗的SIFT特征點大于第一閾值，則指示道閘控制器停止道閘運動；
[0054]若匹配失敗的SIFT特征點大于第一閾值，則道閘安全防砸裝置指示道閘控制器停止道閘運動。
[0055]104、若匹配失敗的SIFT特征點小于或等于第一閾值，則指示道閘控制器維持道閘的正常狀態(tài)。
[0056]若匹配失敗的SIFT特征點小于或等于第一閾值，則道閘安全防砸裝置指示道閘控制器維持道閘的正常狀態(tài)。
[0057]所述維持道閘的正常狀態(tài)指的是，當?shù)篱l處于靜止狀態(tài)時(如，道閘處于放下或抬起的靜止狀態(tài))，仍舊維持所述靜止狀態(tài)；當?shù)篱l處于運動狀態(tài)時(如，道閘正在向下運動或向上運動)，也舊維持所述運動狀態(tài)不變。
[0058]在本發(fā)明實施例中，在獲取目標區(qū)域的當前圖像特征之后，將所述當前圖像特征和背景圖像特征進行尺度不變特征轉(zhuǎn)換SIFT特征點匹配，若匹配失敗的SIFT特征點大于第一閾值，則指示道閘控制器停止道閘運動；由于攝像頭較地感系統(tǒng)更容易檢測到遮擋物，因此，本發(fā)明實施例的道閘安全防砸方法的安全性更高。
[0059]在實際應用中，由于室外環(huán)境復雜，監(jiān)控場景隨時間、天氣或光線等變化，背景圖像特征會變得不可靠，因此，需要提供準確的背景圖像特征的更新機制，請參閱圖3，本發(fā)明實施例中的道閘安全防砸方法的另一個實施例包括:
[0060]301、采集背景圖像特征；
[0061]道閘安全防砸裝置在初始化時，可以在確保閘桿下無遮擋物時啟動攝像頭，進行背景圖像特征的采集。
[0062]在初始化背景圖像特征時，為所述背景圖像特征的各個SIFT特征點設置初始的背景權(quán)重值，所述背景權(quán)重值用于判斷當前的SIFT特征點是否適合作為背景特征點。
[0063]示例性的，所述初始的背景權(quán)重值可以為10，初始賦值10是因為初始檢測到的特征點有可能會不穩(wěn)定，如果初始不賦值，開始幾幀如果不穩(wěn)定，就很容易導致SIFT特征點被刪除，初始賦值10就允許特征點可以在剛開始的時候可以有部分幀不穩(wěn)定，直到穩(wěn)定下來。
[0064]302、獲取目標區(qū)域的當前圖像特征；
[0065]示例性的，首先，道閘安全防砸裝置檢測目標區(qū)域的尺度空間極值點；創(chuàng)建DOG (Difference ofGaussian)金字塔多尺度空間，在DOG空間中，中間的檢測點和它同尺度的8個相鄰點和上下相鄰尺度對應的9 X 2個點共26個點比較，以確保在尺度空間和二維圖像空間都檢測到極值點。通過以上方法獲取的特征點稱為候選特征點。
[0066]其次，道閘安全防砸裝置精確確定極值點位置，過濾部分位于邊緣的特征點，得到SIFT特征點；
[0067]再次，道閘安全防砸裝置為每個所述SIFT特征點指定方向參數(shù)，梯度直方圖的范圍是O~360°，取每10° —個柱，總共分36個柱進行方向直方圖的統(tǒng)計計算，為特征點賦予方向參數(shù)；
[0068]最后，道閘安全防砸裝置將坐標軸旋轉(zhuǎn)為特征點的方向，對任意一個特征點，在其所在的尺度空間取以特征點為中心的16X16大小的鄰域，再將此鄰域均勻地分為4X4個子區(qū)域，對每個子區(qū)域計算梯度方向直方圖(8個方向)。對4X4個子區(qū)域的8方向梯度直方圖根據(jù)位置依次排序，這樣就構(gòu)成了一個4X4X8 = 128維的向量。最后將特征向量長度歸一化，該向量就是SIFT特征點向量。
[0069]303、將所述當前圖像特征和背景圖像特征進行SIFT特征點匹配；
[0070]道閘安全防砸裝置獲取當前圖像特征的第一 SIFT特征點；所述第一 SIFT特征點為當前圖像特征中的SIFT特征點；
[0071]在所述背景圖像特征中查找與所述第一 SIFT特征點的歐式距離最近的兩個第二SIFT特征點；所述第二 SIFT特征點為背景圖像特征中的SIFT特征點；
[0072]若最近的第二 SIFT特征點與次近的第二 SIFT特征點的比值小于匹配閾值，則當前圖像特征和背景圖像的SIFT特征點匹配成功；
[0073]若最近的第二 SIFT特征點與次近的第二 SIFT特征點的比值大于或等于匹配閾值，則當前圖像特征和背景圖像的SIFT特征點匹配不成功。
[0074]示例性的，所述匹配閾值可以為0.6。
[0075]在現(xiàn)有技術(shù)中，歐氏距離看作信號的相似程度。距離越近就越相似，就越容易相互干擾，誤碼率就越高。
[0076]示例性的，歐氏距離的計算過程可以為:當前幀的某個特征點X，其中X = {x0,X1, , x127},即一個128維的向量,在背景幀的某個特征點Y，其中Y = {y0? Y1,...，Yi27I，
那么X和Y的歐氏距離可以表示為
【權(quán)利要求】
1.一種道閘安全防砸方法，其特征在于，包括: 獲取目標區(qū)域的當前圖像特征，所述目標區(qū)域為道閘底座的標靶區(qū)域； 將所述當前圖像特征和背景圖像特征進行尺度不變特征轉(zhuǎn)換SIFT特征點匹配，若匹配失敗的SIFT特征點大于第一閾值，則指示道閘控制器停止道閘運動；所述背景圖像特征為道閘底座的標靶的圖像特征，所述背景圖像特征包括:目標區(qū)域中的各個SIFT特征點，以及所述SIFT特征點對應的特征向量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，若匹配失敗的SIFT特征點小于或等于第一閾值，則指示道閘控制器維持道閘的正常狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取目標區(qū)域的當前圖像特征，包括: 檢測目標區(qū)域的尺度空間極值點； 精確確定極值點位置，過濾部分位于邊緣的特征點，得到SIFT特征點； 為每個所述SIFT特征點指定方向參數(shù)，生成當前圖像特征，所述當前圖像特征包括:當前圖像的各個SIFT特征點，以及所述SIFT特征點對應的特征向量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述當前圖像特征和背景圖像特征進行SIFT特征點匹配，包括: 獲取當前圖像特征的第一 SIFT特征點； 在所述背景圖像特征中查找與所述第一 SIFT特征點的歐式距離最近的兩個第二 SIFT特征點； 若最近的第二 SIFT特征點與次近的第二 SIFT特征點的比值小于匹配閾值，則當前圖像特征和背景圖像的SIFT特征點匹配成功； 若最近的第二 SIFT特征點與次近的第二 SIFT特征點的比值大于或等于匹配閾值，則當前圖像特征和背景圖像的SIFT特征點匹配不成功。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 在初始化背景圖像特征時，為所述背景圖像特征的各個SIFT特征點設置初始的背景權(quán)重值，所述背景權(quán)重值用于判斷當前的SIFT特征點是否適合作為背景特征點。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述為所述背景圖像特征的各個SIFT特征點設置初始的背景權(quán)重值之后，包括: 若當前圖像特征的SIFT特征點和背景圖像特征中相應的SIFT特征點匹配不成功，則將所述背景圖像特征中的SIFT特征點的背景權(quán)重值減一，若所述背景圖像特征中的SIFT特征點當前的背景權(quán)重值小于背景閾值，則刪除所述背景圖像特征中的SIFT特征點； 若當前圖像特征的SIFT特征點和背景圖像特征中相應的SIFT特征點匹配成功，則將所述背景圖像特征中的SIFT特征點的背景權(quán)重值加一。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述將所述背景圖像特征中的SIFT特征點的背景權(quán)重值加一之后，還包括: 判斷更新后的背景權(quán)重值是否等于特定閾值，若是，則若下一次SIFT特征點匹配成功，維持當前的背景權(quán)重值不變。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述為所述背景圖像特征的各個SIFT特征點設置初始的背景權(quán)重值之后，包括:若當前的背景圖像特征中沒有相應的SIFT特征點與當前圖像特征的SIFT特征點進行匹配，則將當前圖像特征的SIFT特征點設置為預背景特征點，并初始化所述預背景特征點的背景權(quán)重值，若在之后的SIFT特征點匹配中，所述預背景特征點的背景權(quán)重值更新并達到穩(wěn)定閾值，則確定所述預背景特征點為背景特征點。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述將當前圖像特征的SIFT特征點設置為預背景特征點之后，包括: 所述預背景特征點的SIFT特征點匹配成功與否，不參與所述第一閾值的判斷。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 若匹配失敗的SIFT特征點大于第一閾值，則增加遮擋幀數(shù)；若累積的遮擋幀數(shù)大于遮擋閾值，則觸發(fā)所述指示 道閘控制器停止道閘運動的步驟。
【文檔編號】G06K9/62GK103810495SQ201310676400
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】唐健, 關(guān)國雄, 李銳, 黎明 申請人:深圳市捷順科技實業(yè)股份有限公司