一種物流園區(qū)車行通道智能調(diào)度系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能信息技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種物流園區(qū)車行通道智能調(diào)度系統(tǒng) 及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 物流園區(qū)是多種運(yùn)輸方式銜接地，是一個(gè)具有一定規(guī)模和多種服務(wù)功能的物流企 業(yè)集結(jié)點(diǎn)，包括綜合功能、集約功能、信息交易功能、集中倉儲(chǔ)功能、配送加工功能、多式聯(lián) 運(yùn)功能、輔助服務(wù)功能及停車場功能?？梢匀嫣幚韮?chǔ)存、包裝、裝卸、流通加工、配送等作 業(yè)方式以及不同作業(yè)方式之間相互轉(zhuǎn)換。
[0003] 物流園區(qū)內(nèi)部物流作業(yè)繁忙，貨物裝卸作業(yè)頻繁、吞吐量大、周轉(zhuǎn)率高，人員流動(dòng) 性強(qiáng)，為了防止物流園區(qū)內(nèi)貨車高效通行，合理科學(xué)的物流園區(qū)規(guī)劃是基本的要求。一般情 況下，物流園區(qū)分單循環(huán)的島型結(jié)構(gòu)及多循環(huán)的雙區(qū)型結(jié)構(gòu)，在倉儲(chǔ)月臺(tái)的車行通道一般 都采用單行線方式。
[0004] 為了減少等待貨車上下月臺(tái)的時(shí)間，有的物流園區(qū)在車行通道一側(cè)還設(shè)置有貨車 停車位。另一方面，物流園區(qū)土地資源寶貴，為了節(jié)約物流園區(qū)土地面積，提高土地面積使 用率，有的物流園區(qū)將月臺(tái)作業(yè)位兩側(cè)區(qū)域設(shè)置為貨車停車位。物流園區(qū)內(nèi)部貨車停車位 雖然提高了土地使用率，但是也提高了作業(yè)區(qū)域貨車密度，遮擋了貨車司機(jī)的視線，對于物 流園區(qū)精益作業(yè)、精細(xì)化管理能力提出了更高的要求。
[0005] 目前，物流園區(qū)內(nèi)部貨車調(diào)度主要依靠人工管理方式，為了降低管理難度，簡化管 理流程，有的物流園區(qū)采用限制入園貨車數(shù)量的方式，即只允許即將裝卸作業(yè)貨車進(jìn)入物 流園區(qū)，這種方法一方面造成物流園區(qū)原有設(shè)計(jì)容量得不到有效發(fā)揮；另一方面，未排到的 貨車滯留物流園區(qū)外面的城市交通道路上，造成該地區(qū)交通堵塞，影響當(dāng)?shù)仄渌髽I(yè)、居民 出行。
[0006] 如何提高物流園區(qū)貨車通行管理精益化管理水平，有效利用物流園區(qū)設(shè)計(jì)停車位 面積、行車通道面積余量？對物流園區(qū)內(nèi)部行車通道貨車通行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控是關(guān)鍵。
[0007] 目前，港口、機(jī)場都采用雷達(dá)定位技術(shù)，對進(jìn)港船只、在場飛機(jī)進(jìn)行定位和跟蹤，由 于船只和飛機(jī)體積大，定位精度要求低，進(jìn)港之后運(yùn)行速度慢，進(jìn)出港口機(jī)場相比貨車頻率 低，因此，雷達(dá)定位技術(shù)無法應(yīng)用于物流園區(qū)內(nèi)部貨車的定位跟蹤。
[0008] 長春工業(yè)大學(xué)譚思書碩士論文《基于圖像視覺的停車場管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)》采用圖 像識(shí)別技術(shù)高效管理停車場，但是其技術(shù)方案只是識(shí)別車牌和車型，智能識(shí)別結(jié)果無法判 斷停車場道路占用情況，且不能用于貨車裝卸作業(yè)調(diào)度優(yōu)化。
[0009] 發(fā)表在《有色冶金設(shè)計(jì)與研究》雜志2013年6月刊上的論文《用于生產(chǎn)區(qū)域的人 員與車輛識(shí)別系統(tǒng)》采用安全光柵和地感線圈對車輛進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，防止生產(chǎn)控 制系統(tǒng)發(fā)出錯(cuò)誤指令，缺點(diǎn)是改造成本高。
[0010] 發(fā)表在《四川水力發(fā)電》雜志2010年4月刊上的論文《車輛調(diào)度識(shí)別系統(tǒng)在錦屏 二級水電站西端混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用》記錄了使用車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)簡稱AV頂?shù)拿?國IntermecTechnologiesCorporation的電子識(shí)別卡技術(shù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)管混凝土運(yùn)輸車輛的 科學(xué)調(diào)度，但是該設(shè)備適用于多車道單作業(yè)場合，對于物流園區(qū)復(fù)雜動(dòng)態(tài)的月臺(tái)作業(yè)并不 適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明目的在于實(shí)現(xiàn)物流園區(qū)車行通道有無貨車及人員的檢測需求，解決上述技 術(shù)問題，本發(fā)明第一目的提供一種物流園區(qū)車行通道智能調(diào)度系統(tǒng)。
[0012] 為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：
[0013] -種物流園區(qū)車行通道智能調(diào)度系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括車行通道、直道信號(hào)燈、進(jìn)入信 號(hào)燈、監(jiān)控探頭、作業(yè)終端機(jī)和通道仲裁系統(tǒng)，所述進(jìn)入信號(hào)燈設(shè)置在進(jìn)入所述的車行通道 的轉(zhuǎn)彎角上，所述直道信號(hào)燈設(shè)置在所述的車行通道的遠(yuǎn)端盡頭，所述的車行通道的一側(cè) 設(shè)置多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的倉儲(chǔ)庫區(qū)，所述的多個(gè)倉儲(chǔ)庫區(qū)上分別設(shè)置月臺(tái)，所述的月臺(tái)一側(cè)上 設(shè)置所述的作業(yè)終端機(jī)，所述的車行通道的另一側(cè)設(shè)置多個(gè)側(cè)方停車位，所述的監(jiān)控探頭 設(shè)置在車行通道正對直行通道的一側(cè)，所述通道仲裁系統(tǒng)分別連接作業(yè)終端機(jī)、監(jiān)控探頭、 直道信號(hào)燈及進(jìn)入信號(hào)燈。
[0014] 作為進(jìn)一步改進(jìn)，作業(yè)終端機(jī)的界面上分別設(shè)置顯示屏、倒車申請按鍵和倒車確 認(rèn)按鍵。
[0015] 作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的作業(yè)終端機(jī)為觸控屏，顯示屏、倒車申請按鍵及倒車確認(rèn) 按鍵同時(shí)在觸控屏上顯示，并且倒車申請按鍵與倒車確認(rèn)按鍵區(qū)域接受觸屏輸入。
[0016] 作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述通道仲裁系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
[0017] 采用此監(jiān)控系統(tǒng)，本發(fā)明第二目的還提供了一種物流園區(qū)車行通道智能調(diào)度系統(tǒng) 的方法，具體步驟包括以下：
[0018] -、室外環(huán)境亮度檢測
[0019] 步驟1 :定期采集一幀圖像；
[0020]步驟2:計(jì)算總體亮度均值；采用計(jì)算公式：
[0021]
[0022] 式中，f為單幀圖像總體亮度均值;N為單幀圖像像素寬度，Μ為單幀圖像像素高 度，Y(x，y)為第X列，第y行像素的亮度值，用以下亮度公式計(jì)算：
[0023]Y(x,y) = 0. 299 ·R(x,y) +0. 587 ·G(x,y) +0. 114 ·B(x,y)
[0024] 式中，R(x,y),G(x,y),B(x,y)分別為第x列，第y行像素的紅色、綠色、藍(lán)色顏色 分量；
[0025] 步驟3 :切換人工調(diào)度模式；判斷3?或者?7 <心丨如果是，則切換為人工調(diào)度 模式，否則為自動(dòng)調(diào)度模式；其中為環(huán)境亮度過亮閾值，大于此閾值表明監(jiān)控圖像中物 體解析度降低；Υβ為環(huán)境亮度過暗閾值，小于此閾值表明監(jiān)控圖像中物體解析度降低；這 兩種情況都有可能引起智能識(shí)別錯(cuò)誤，造成調(diào)度失誤，因此切換為人工調(diào)度模式；
[0026] 二、監(jiān)控背景圖像提取
[0027] 步驟4:迭代法背景圖像建模；采用計(jì)算公式：
[0028]
[0029] 式中，I_j(x,y)為第j幀采集圖像在像素（X，y)處的亮度值，Jx，y)是上一幀時(shí) 背景圖像在像素（x，y)處的亮度值，Bjxj)為當(dāng)前幀背景圖像在像素（x，y)處的亮度值；
[0030] 步驟5 :背景迭代計(jì)數(shù)重置；
[0031] 第1幀背景圖像采用背景迭代計(jì)數(shù)重置之后的圖像，S卩AiUy) =M^y)，式 中隊(duì)(X，y)是第1幀背景圖像在像素（X，y)處的亮度值，L(X，y)是第1幀采集圖像在像素 (X，y)處的亮度值；
[0032] 三、車行通道區(qū)域檢測
[0033] 步驟6:車行通道區(qū)域勾勒；
[0034] 車行通道兩側(cè)的月臺(tái)停車位和側(cè)方停車位在采集圖像中經(jīng)過透視變換后，由一系 列點(diǎn)坐標(biāo)鏈表連接的直線段圍成一個(gè)封閉圖像區(qū)域D;進(jìn)入該封閉圖像區(qū)域D內(nèi)的貨車或 人員都被認(rèn)為是占道情況；車行通道區(qū)域勾勒圖為固定值，僅在監(jiān)控探頭位置、光學(xué)等參數(shù) 調(diào)整及月臺(tái)停車位、側(cè)方停車位調(diào)整之后重新劃定；
[0035] 四、運(yùn)動(dòng)區(qū)域檢測
[0036] 步驟7 :背景差法檢測運(yùn)動(dòng)區(qū)域；采用計(jì)算公式：
[0037] Δ j (χ, y) = | B j (x, y) -I s (x, y) | (j ^ 1)
[0038] 式中，Δ,α,γ)為第j幀采集圖像與背景圖像在像素（x，y)處差值的亮度絕對值， BjUy)為第j幀背景圖像在像素（x，y)處的亮度值，I^y)為第j幀采集圖像在像素 (χ,y)處的亮度值；
[0039] 步驟8:二值化；采用計(jì)算公式：
[0040]
[0041] 式中，Λ為二值化閾值，為一常數(shù)，δJx，y)為二值化后第j幀二值化圖像在像素 (X，y)處的標(biāo)記值，〇表示像素（X，y)為非運(yùn)動(dòng)區(qū)域像素，1表示像素（X，y)為運(yùn)動(dòng)區(qū)域像 素；
[0042] 步驟9 :剔除非通道區(qū)域像素；判斷δJxj) = 1的像素是否屬于車行通道封閉 圖像區(qū)域D?如果是，則該像素保持1不變；如果不是，則該像素改為0 ;
[0043] 步驟10:運(yùn)動(dòng)區(qū)域融合；
[0044] 采用像素八連通域融合算法，S卩：如果像素δ(χ，y) = 1，則其八鄰域 δ (x-1，y-Ι)、δ (χ, y-Ι)、δ (χ+1，y-Ι)、δ (χ-I, y)、δ (χ+1，y)、δ (χ-1，y+Ι)、δ (χ, y+1) 及δ(X+l，y+l)中值為1的都屬于和像素（X，y)相同的運(yùn)動(dòng)區(qū)域；連通域像素賦予相同的 標(biāo)號(hào)，標(biāo)號(hào)總數(shù)為k個(gè)，表明有k個(gè)運(yùn)動(dòng)區(qū)域；
[0045] 步驟11:計(jì)算運(yùn)動(dòng)區(qū)域面積；
[0046]分別統(tǒng)計(jì)k個(gè)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的像素總和，即計(jì)算：Si=count(lbl(i))i= 1，. . .，k，式 中l(wèi)bl(i)表示標(biāo)號(hào)為i的像素，每找到一個(gè)這樣的像素，函數(shù)count( ·)加1，因此標(biāo)號(hào)為i的運(yùn)動(dòng)區(qū)域面積Sjp1 ;
[0047] 步驟12 :觸發(fā)背景迭代計(jì)數(shù)重置；計(jì)算總運(yùn)動(dòng)區(qū)域面積S :
[0048]
[0049] 式中Si為第i個(gè)標(biāo)號(hào)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域面積，判斷如果S<S ，則沒有占道貨車或人 員，其中為一常數(shù)；持續(xù)統(tǒng)i十T分鐘后，T為一常數(shù)，仍然滿足未占道條件，則認(rèn)為所有 月臺(tái)停車位、側(cè)方停車位都已經(jīng)停泊完畢，整個(gè)采集圖像可作為新的背景，因此跳轉(zhuǎn)到步驟 5,觸發(fā)背景迭代技術(shù)重置；否則跳轉(zhuǎn)到步驟12,檢測移動(dòng)類型；
[0050] 五、移動(dòng)類型檢測
[0051] 步驟13:貨車上月臺(tái)
[0052] 如果總運(yùn)動(dòng)區(qū)域面積S不斷減少，且運(yùn)動(dòng)區(qū)域在月臺(tái)停車位一側(cè)，則認(rèn)為是貨車 上月臺(tái)類型；
[0053] 步驟14 :貨車下月臺(tái)
[0054] 如果總運(yùn)動(dòng)區(qū)域面積S不斷