CN107657832A

CN107657832A - 一种车位引导方法及系统

Info

Publication number: CN107657832A
Application number: CN201711129941.5A
Authority: CN
Inventors: 于哲舟; 于祥春; 张哲�; 吴垒; 赵凤志; 孙超; 高世佳; 赵进声
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2017-11-15
Filing date: 2017-11-15
Publication date: 2018-02-02
Anticipated expiration: 2037-11-15
Also published as: CN107657832B

Abstract

本发明公开一种车位引导方法及系统。该方法包括：获取同一时刻停车场内车位的N个图像；所述N个图像的拍摄范围覆盖所述停车场内所有车位；采用图像拼接技术将所述N个图像合成拼接后的图像；根据所述拼接后的图像采用图像融合技术生成融合后的图像；根据所述融合后的图像，采用密度估计算法获得所述停车场内车辆的密度值和空闲车位的位置信息；根据所述停车场内车辆的密度值和空闲车位的位置信息控制车位指示灯的方向，所述车位指示灯的方向指向所述空闲车位的位置。采用本发明方法及系统，简便有效，减少计算代价和成本；还针对不同的车辆密度状态采用不同的应对策略，从而合理且高效的完成车辆停车位的提示和指导。

Description

一种车位引导方法及系统

技术领域

本发明涉及车辆管理领域，特别是涉及一种车位引导方法及系统。

背景技术

随着经济发展，人们生活水平的提高，已经有越来越多的家庭或个人拥有车辆。因此，对于停车场的数量需求以及智能化要求不断增长。现有的停车场，通常设置有车位引导标志，需要车主进入停车场后自行寻找空闲的车位。对于一些智能化程度较高的停车场，会设置有车位引导装置，车主在进入停车场后根据提示寻找空闲的车位。车辆引导装置通常在每个车位后方或者上方设置有传感器，即可探测到车位上是否停泊车辆，系统采集传感器的信息，便可显示车位的空闲情况。虽然能在一定程度上指示车主进行车位的引导，但是每个车位都需安装车辆感应装置，成本高，且装置复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种车位引导装置，通过对车辆密度进行计算，获得车位信息，以降低车位引导装置的成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种车位引导方法，所述方法包括：

获取同一时刻停车场内车位的N个图像；所述N个图像的拍摄范围覆盖所述停车场内所有车位；

采用图像拼接技术将所述N个图像合成拼接后的图像；

根据所述拼接后的图像采用图像融合技术生成融合后的图像；

根据所述融合后的图像，采用密度估计算法获得所述停车场内车辆的密度值和空闲车位的位置信息；

根据所述停车场内车辆的密度值和空闲车位的位置信息控制车位指示灯的方向，所述车位指示灯的方向指向所述空闲车位的位置。

可选的，所述采用图像拼接技术将所述N个图像合成拼接后的图像，具体包括：

获取图像拼接模板，所述图像拼接模板包括N个区域，每个区域设置有校正标志；

提取所述N个图像中每个图像的校正点；

根据校正点和校正标志的匹配关系，依次将所述N个图像分别定位于所述图像拼接模板中的对应区域，获得拼接后的图像。

可选的，所述根据所述融合后的图像，采用密度估计算法获得所述停车场内车辆的密度信息和空闲车位的位置信息，具体包括：

提取所述融合后的图形序列中的车辆轮廓；

通过所述车辆轮廓确定车辆的数量及位置信息；

根据所述停车场内的车位分布信息确定所述停车场内车辆的密度信息和空闲车位的位置信息。

可选的，所述根据所述融合后的图像，采用密度估计算法获得所述停车场内车辆的密度信息和空闲车位的位置信息之后，还包括：

将所述停车场内车辆的密度信息显示在停车场内入口处的停车状况显示屏上。

可选的，所述根据所述停车场内车辆的密度值和空闲车位的位置信息控制车位指示灯的方向，具体包括：

判断所述停车场内车辆的密度值是否大于设定密度值，得到第一判断结果；

当所述第一判断结果表示所述停车场内车辆的密度信息大于设定密度值时，根据所述空闲车位的位置信息控制车位指示灯的方向。

可选的，所述根据所述停车场内车辆的密度值和空闲车位的位置信息控制车位指示灯的方向之前，还包括：

获取所述停车场内所有车位的停车路径，所述停车路径为从所述停车场入口至车位的引导路径。

可选的，所述根据所述空闲车位的位置信息控制车位指示灯的方向，具体包括：

根据所述空闲车位的位置信息获取所述空闲车位对应的停车路径；

根据所述空闲车位对应的停车路径，控制所述空闲车位对应的停车路径中指示灯的指示方向；

当所述停车路径在指示灯处的前进方向为直行方向时，控制所述指示灯的指示方向为直行；

当所述停车路径在指示灯处的前进方向为左转方向时，控制所述指示灯的指示方向为左转；

当所述停车路径在指示灯处的前进方向为右转方向时，控制所述指示灯的指示方向为右转。

可选的，所述获取同一时刻停车场内车位的N个图像之前，还包括：

获取停车场内车辆的数量；

将所述停车场内车辆的数据显示在停车场入口的车位数量显示屏。

一种车位引导系统，所述系统包括：

图像获取模块，用于获取同一时刻停车场内车位的N个图像；所述N个图像的拍摄范围覆盖所述停车场内所有车位；

图像拼接模块，用于采用图像拼接技术将所述N个图像合成拼接后的图像；

图像融合模块，用于根据所述拼接后的图像采用图像融合技术生成融合后的图像；

密度估计模块，用于根据所述融合后的图像，采用密度估计算法获得所述停车场内车辆的密度信息和空闲车位的位置信息；

车位指示灯控制模块，用于根据所述停车场内车辆的密度值和空闲车位的位置信息控制车位指示灯的方向，所述车位指示灯的方向指向所述空闲车位的位置。

可选的，所述车位指示灯控制模块具体包括：

停车路径获取单元，用于根据所述空闲车位的位置信息获取所述空闲车位对应的停车路径；

指示灯指示方向控制单元，用于根据所述空现车位对应的停车路径，控制所述空闲车位对应的停车路径中指示灯的指示方向；当所述停车路径在指示灯处的前进方向为直行方向时，控制所述指示灯的指示方向为直行；当所述停车路径在指示灯处的前进方向为左转方向时，控制所述指示灯的指示方向为左转；当所述停车路径在指示灯处的前进方向为右转方向时，控制所述指示灯的指示方向为右转。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

采用图像拼接和融合技术对停车场内采集的图像进行拼接和融合，更好的实现车辆密度估计，在进行图像拼接的时候，在停车场内采集的图像中可捕捉到的区域内设置校正点，建立一个图像拼接的模板，然后将拍摄的四幅图像参照此模板进行拼接，这样可以提高拼接的速度和准确性，提高密度估计的准确性。当对停车场停放车辆数目进行估计，为进入的合法车辆的待停车大体位置进行预估后，通过存储路径的方式来确定停车路径，从而控制指示灯方向为司机提供可选的停车方位，这种方式简便有效，从而避免采用复杂的路径寻优算法，减少计算代价和成本；还针对不同的车辆密度状态采用不同的应对策略，从而合理而又高效的完成车辆停车位的提示和指导。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明车位引导方法的流程图；

图2为本发明车位引导方法中图像拼接过程的示意图；

图3为本发明车位引导方法中车位停车路径的示意图；

图4为本发明车位引导系统的结构图；

图5为本发明车位引导系统的示意图；

图6为本发明车位引导系统对应的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明车位引导方法的流程图。如图1所示，所示方法包括：

步骤101：获取同一时刻停车场内车位的N个图像。所述N个图像的拍摄范围覆盖所述停车场内所有车位。例如可以在停车场内的四个角的位置分别设置摄像头进行图像的拍摄，此时4个摄像头的拍摄范围是可以覆盖整个停车场内所有车位的。当停车场较大时，可以在停车场四个角之外的位置再添加摄像头进行图像的拍摄，摄像头越多，拍摄的图像越多，可参考的图像越多，则方法的精度在一定程度上可以提高。然后采集同一时刻所有摄像头拍摄的图像，此时可以根据采集的图形确定该时刻停车场内车辆与车位的情况。

步骤102：将所述N个图像合成拼接后的图像。采用图像拼接技术将所述 N个图像合成拼接后的图像：

提取所述N个图像中每个图像的校正点；

本发明为了更好的进行图像的拼接，我们在停车场内可捕捉到的图像区域内设置校正点，在图像拼接模板中设置校正标志，当校正标志与校正点匹配时，将图像定位于该区域，依次将所有图像均定位于图像拼接模板中，便完成图像拼接过程。参照图2，图2为本发明车位引导方法中图像拼接过程的示意图；以停车场内设置四个摄像头采集图像为例，“2”表示图像拼接模板，拼接模板中校正标志采用带有阴影的“矩形”、“椭圆”、“梯形”、“三角形”；“1”表示左上角的场内摄像头捕捉到的图像，图像“1”可以根据矩形校正点，在图像拼接模板中找到合适的位置图像。

设置此校正标志的目的是，建立一个带有校正标志的图像拼接模板，然后四个场内摄像头拍摄的四幅图像根据自带的校正点，参照此模板进行拼接，这样可以提高拼接的速度和准确性。而且停车场内车辆是流动的，因此，四个场内摄像头拍摄的照片肯定是变化的，例如停车位是否停放车辆，以及车辆的车型、颜色等的变化会给图像拼接技术带来困难，设置校正点与校正标志可以更好的完成拼接，提高拼接的准确度。

步骤103：生成融合后的图像。根据所述拼接后的图像采用图像融合技术生成融合后的图像，提高图像的利用率。图像融合，是对之前拼接的图像进行修补，例如，我们将4幅子图像拼接成了一幅图像，但是拼接处的位置可能有比较大的对比度，相当于端痕，通过图像融合将其修复才没有端痕的一幅完美的图像，这样便于后续的识别。

步骤104：获得所述停车场内车辆的密度值和空闲车位的位置信息。将所述停车场内车辆的密度信息显示在停车场内入口处的停车状况显示屏上。

根据融合后的图像，采用密度估计算法获得所述停车场内车辆的密度值和空闲车位的位置信息，具体过程：

提取所述融合后的图形序列中的车辆轮廓；

通过所述车辆轮廓确定车辆的数量及位置信息；

密度估计算法大体上分为两种，一种是直接计数法，另一种是间接计数法1)直接计数法：首先估计图片中目标物体(车辆)的轮廓，然后通过轮廓来判断物体的数量，最后根据空间信息等计算出密度；本申请中的空间信息即为车位分布信息。

2)间接计数法：这个方法通过对图片中的目标物体进行多尺度纹理分析，然后通过回归分析的方法得到一个间接的密度结果，其中回归分析的模型是训练好的模型。

步骤105：控制车位指示灯的方向。根据所述停车场内车辆的密度值和空闲车位的位置信息控制车位指示灯的方向，所述车位指示灯的方向指向所述空闲车位的位置。

具体控制过程：

此过程需要首先判断停车场内车辆的密度值处于什么范围，例如设定密度值为30％，当停车场内车辆的密度值较低即小于30％时，此时停车场内空闲车位较多，不需要控制车位指示灯引导停车，当停车场内车辆密度较高即大于 30％时，此时停车场内车辆较多，空闲车位较少，需要控制车位指示灯引导停车，可以快捷找到停车位，提高停车的效率。

控制车位指示灯的过程有两种方案：

(1)设定一个设定密度值，例如30％，此时对应的密度估计算法求得的密度值相对精确，可以估算出每个车位的停车信息与空闲信息，此时只需设定一个设定密度值即可，当停车场内车辆的密度值低于30％时，不控制车位指示灯指示，当停车场内车辆的密度值高于30％时，控制车位指示灯指示。

(2)设定两个设定密度值，例如30％和80％，此时对应的密度估计算法求得的密度值精确度相对低，可以大概估算出每个停车区域的停车信息，并不能准确到具体车位，此时对应三种情况：1)停车位充分，当前车辆密度值低于30％，此时车辆司机视野空旷，司机可随意停放自己的车辆，也就是说此时不用提供停车提示和指导，不控制车位指示灯指示；2)停车位适中，当前车辆密度值高于30％，并且低于80％时，此时启动“车位指向灯”控制车位指示灯指示，为司机提示可以停放车辆的位置，此处是需要提供停车提示和指导的部分；3)停车位拥堵，车辆密度估计器估计当前车辆密度高于80％时，此时提醒司机注意仔细查找停车位，此处由于车辆过于拥堵，车辆密度估计器不能精确的估计剩余的停车位，因此此处也不能提供停车提示和指导，不控制车位指示灯指示，只能通过停车场入口的车辆计数器中的数据提示目前还剩余的停车位数量。

具体控制车位指示灯的指示方向时：

获取所述停车场内所有车位的停车路径，所述停车路径为从所述停车场入口至车位的引导路径。停车场内所有停车区域是固定的，所有的车位的停车路径即为固定的，首先将所有的停车路径存储与本发明的系统中，此时直接调取存储的数据即可获取所有车位的停车路径。

根据所述空闲车位的位置信息获取所述空闲车位对应的停车路径；根据空闲车位的位置信息便可确定车位所处的区域，每个停车区域对应不同的停车路径，详细的每个车位会对应固定的停车路径。

步骤102-步骤105可以采用一个密度估计器实现，密度估计器包括：1) 图像拼接器，对四个场内摄像头拍摄的照片进行拼接；2)图像融合器，完成拼接后的图像的融合；3)缓冲区，在该区域中可以存放拼接融合后的图像；4) 判别器，通过车辆密度估计算法，对图像中的车辆密度状况进行估计，并给出响应的判别结果，其中判别结果包括与设定密度值的大小比较结果。

图3为本发明车位引导方法中车位停车路径的示意图。如图3所示，本停车场总共分为A-H，共8个停车区域，共①-⑥六个车位指向灯，

表1停车方位存储路径

例如，对停车方位预估后，如果估计出的空闲车位是C区，则车位指向灯显示的路径为：①(直行高亮)-②(直行高亮)-③(右转高亮)-④(不亮) -⑤(不亮)-⑥(不亮)。

图4为本发明车位引导系统的结构图。如图4所示，所述系统包括：

图像获取模块401，用于获取同一时刻停车场内车位的N个图像；所述N 个图像的拍摄范围覆盖所述停车场内所有车位；

图像拼接模块402，用于采用图像拼接技术将所述N个图像合成拼接后的图像；

图像融合模块403，用于根据所述拼接后的图像采用图像融合技术生成融合后的图像；

密度估计模块404，用于根据所述融合后的图像，采用密度估计算法获得所述停车场内车辆的密度信息和空闲车位的位置信息；

车位指示灯控制模块405，用于根据所述停车场内车辆的密度值和空闲车位的位置信息控制车位指示灯的方向，所述车位指示灯的方向指向所述空闲车位的位置。车位指示灯控制模块405具体包括：

图5为本发明车位引导系统硬件装置的示意图。如图5所示，

“1”指的是入口摄像头。

“2”是出口摄像头。

“3”是图像预处理器，用来对图像进行校准，归一化，以及车牌位置裁切。

“4”是车牌识别器，识别“3”中输入的车牌号码是否为合法车辆，如果为合法车辆则自动放行，否者不允许进入。

“5”是车辆计数器，设置于停车场入口，初始值为0，当车辆进入时加一，车辆驶出时减一，因此计数器存储的是当前停车场停放的车辆数目。车辆计数器包括车位数量显示屏，将车辆数目显示在车位数量显示屏上。

“6”是车位指示灯，包括三个方向，即为左转，直行，右转。通过“车辆密度估计器8”估计出当前车辆可以停放的位置，例如图5中的C区停车位目前可以停车，那么“车位指示灯”的①和②号直行方向高亮，③号右转方向高亮，则待停车辆可以停放在C区停车位上。

“7”是停车状况显示屏，该显示屏显示当前停车场停车拥挤情况，即车辆密度，以设定两个设定密度值为例，此时显示分三种情况：

(1)停车位充分，车辆密度估计器“8”估计当前车辆密度低于30％时，显示车辆密度值，此时车辆司机视野空旷，司机可随意停放自己的车辆；

(2)停车位适中，车辆密度估计器“8”估计当前车辆密度高于30％，并且低于80％时显示车辆密度值，此时启动“车位指示灯6”，为司机提示可以停放车辆的位置；

(3)停车位拥堵，车辆密度估计器“8”估计当前车辆密度高于80％时，此时显示车辆密度值，还显示当前还剩余的停车车位数，提醒司机注意仔细查找停车位。

“8”是车辆密度估计器，用来估计当前停车场车位密度，估计的密度分为三种，即为停车位充分、停车位适中、停车位拥堵。

“9”场内摄像头，共四个，分别位于图中的左上，右上，左下，右下。

“10”路径控制器，首先对所有车位的停车路径进行存储，然后接收到“车辆密度估计器8”的信号后，自动控制车位指示灯的指示方向，从而为司机提供可选的停车方位。

图6为本发明车位引导系统硬件装置对应的流程图。如图6所示，通过车牌自动识别器识别驶入车辆的号牌，合法的车辆可以自动进入；通过车辆计数器记录出入停车场车辆数目，当车辆进入时加一，车辆驶出时减一，因此计数器存储的是当前停车场停放的车辆数目；通过对停车场停放车辆数目进行估计，为进入的合法车辆的待停车大体位置进行预估，通过车位指示灯为司机提供可选的停车方位。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种车位引导方法，其特征在于，所述方法包括：

采用图像拼接技术将所述N个图像合成拼接后的图像；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用图像拼接技术将所述N个图像合成拼接后的图像，具体包括：

提取所述N个图像中每个图像的校正点；

根据所述校正点和校正标志的匹配关系，依次将所述N个图像分别定位于所述图像拼接模板中的对应区域，获得拼接后的图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述融合后的图像，采用密度估计算法获得所述停车场内车辆的密度信息和空闲车位的位置信息，具体包括：

提取所述融合后的图形序列中的车辆轮廓；

通过所述车辆轮廓确定车辆的数量及位置信息；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述融合后的图像，采用密度估计算法获得所述停车场内车辆的密度信息和空闲车位的位置信息之后，还包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述停车场内车辆的密度值和空闲车位的位置信息控制车位指示灯的方向，具体包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述停车场内车辆的密度值和空闲车位的位置信息控制车位指示灯的方向之前，还包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述空闲车位的位置信息控制车位指示灯的方向，具体包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取同一时刻停车场内车位的N个图像之前，还包括：

获取停车场内车辆的数量；

9.一种车位引导系统，其特征在于，所述系统包括：

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述车位指示灯控制模块具体包括：

指示灯指示方向控制单元，用于根据所述空闲车位对应的停车路径，控制所述空闲车位对应的停车路径中指示灯的指示方向；当所述停车路径在指示灯处的前进方向为直行方向时，控制所述指示灯的指示方向为直行；当所述停车路径在指示灯处的前进方向为左转方向时，控制所述指示灯的指示方向为左转；当所述停车路径在指示灯处的前进方向为右转方向时，控制所述指示灯的指示方向为右转。