CN109871732A - 停车格辨识系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种停车格辨识系统及其方法，其中，该方法包括：接收第一停车格标线影像；辨识该第一停车格标线影像中的多个角；选择两个相邻的该角配对成为一停车角组；以及利用该停车角组，辨识出第一标示停车格。

Description

停车格辨识系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种停车格辨识系统及其方法，详而言之，涉及一种利用影像辨识停车格的系统及其方法。
背景技术
随着当前汽车无人驾驶技术日新月异的发展，国内外车厂纷纷投入汽车无人驾驶技术的研发，其中，自动或半自动停车技术即为当前重要发展标的之一。
现行的汽车无人驾驶技术中的自动或半自动停车技术，多采用距离感测器侦测停车空间，其中，该距离感测器通常为超声波感测器或是雷达波感测器。然而使用距离感测器侦测停车空间时，该停车格的两旁必须要有障碍物，且该障碍物需具有一定的高度，否则当汽车停入停车格时，易受两旁障碍物影响，造成停车格侦测错误的问题。
另一侦测停车格的方式，是采用影像辨识方式，侦测路面停车格上的格线，藉以选定欲使用的停车格。然而现行的停车格影像辨识方式，需先选定一路边停车线，利用停车线上的垂直线交叉点，藉由合并该些垂直线交叉点以侦测停车格。换言之，该影像辨识方式只能针对相邻且串连的“多个”停车格进行停车格辨识，如此影像辨识方式才不会误判，故此影像辨识方法无法针对“单一”停车格进行停车格辨识。
由上可知，目前现有技术在侦测停车格时需具有障碍物或是多个相邻且串连的停车格等限制，造成相关技术的应用困扰。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺失，本发明的目的在于提出一种停车格辨识系统及其方法，可仅辨识“单一”停车格，并有效减少辨识时间，
本发明的停车格辨识方法，包括：接收第一停车格标线影像；辨识该第一停车格标线影像中的多个角；选择两个相邻的该角配对成为一停车角组；以及依据该停车角组辨识出第一标示停车格。
本发明的目的在于还提出一种停车格辨识系统，包括：至少一影像撷取装置，用以撷取一第一停车格标线影像；以及一停车格辨识模块，电性连接该影像撷取装置，并执行一停车格辨识方法，其中该停车格辨识方法包括：接收第一停车格标线影像；辨识该第一停车格标线影像中的多个角；选择两个相邻的该角配对成为一停车角组；以及利用该停车角组，辨识出第一标示停车格。
相较于现有技术，本发明所提出的停车格辨识系统及其方法，先使用车位标线特征侦测单元辨识出该多个角，之后利用左右特征配对单元将两个相邻的该角配对成为一停车角组，再利用停车格判定单元针对该停车角组加以判定是否为一标示停车格。藉由上述的辨识方式，如此不仅可仅辨识“单一”停车格，更因本发明仅针对停车角组加以辨识，如此可有效减少辨识时间，同时减少系统资源的消耗。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的停车格辨识系统的系统架构图；
图2为本发明的停车格辨识系统的影像撷取装置的装设位置示意图；
图3为本发明的停车格辨识系统可辨识的停车格型式示意图；
图4为本发明的停车格辨识系统所判定第一感兴趣区域的位置示意图；
图5为本发明的第一、第二标示停车格与影像撷取装置相对位置信息的示意图；以及
图6为本发明的停车格辨识方法的流程图(一)；以及
图7为本发明的停车格辨识方法的流程图(二)。
其中，附图标记
1 车辆
10 影像撷取装置
12 停车格辨识模块
122 车位标线特征侦测单元
124 左右特征配对单元
126 停车格判定单元
128 标示停车格追踪单元
14 追踪数据库
16 影像显示装置
L1～L4,L1’～L4’ 角
P1 第一停车格
P2 第二停车格
R1 第一感兴趣区域
R2 第二感兴趣区域
r1～r2 标线
S1～S7 步骤。
具体实施方式
以下藉由特定的具体实施形态说明本发明的技术内容，熟悉此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点与功效。然本发明也可藉由其他不同的具体实施形态加以施行或应用。
图1为本发明的停车格辨识系统的系统架构图，本发明的停车格辨识系统可结合至车辆电子系统中或独立安装，且包含有影像撷取装置10、停车格辨识模块12、追踪数据库14以及影像显示装置16，其中，影像撷取装置10、追踪数据库14与影像显示装置16皆与停车格辨识模块12电性连接。
请配合参照图2，其为本发明的停车格辨识系统的影像撷取装置的装设位置示意图。在本实施例中，该影像撷取装置10可设置于车辆1的前后左右四个方位。在其他实施例中，影像撷取装置10也可使用广角镜头，设于车辆1的前后方或上方。
再请配合参照图3，其为本发明的停车格辨识系统可辨识的停车格型式示意图。如图所示，本发明可至少适用于平行停车格、垂直停车格与斜角停车格等三种停车方式。另须说明的是，此三种停车方式并不限定车辆采用车头或车尾进入。现行的停车格常为长方形，具有角L1～L4或L1’～L4’，其中角L1、L2为最靠近车辆1的相邻2个角。
进一步言，本发明的停车格辨识系统的影像撷取装置10为一具有镜头的摄录影装置，用以撷取一第一停车格标线影像。如图3所示，当车辆1靠近第一停车格P1时，影像撷取装置10撷取第一停车格P1与其周遭影像，并将该影像数据传送至停车格辨识模块12。
停车格辨识模块12包括车位标线特征侦测单元122、左右特征配对单元124、停车格判定单元126与标示停车格追踪单元128，其中，车位标线特征侦测单元122更包含一角侦测器，用以辨识停车格的多个角。换言之，当影像撷取装置10撷取该停车格与其周遭影像传输至停车格辨识模块12时，停车格辨识模块12利用车位标线特征侦测单元122中的角侦测器，过滤周遭影像，仅将第一停车格P1上的角L1～L4辨识出来，其中，角侦测器可利用机械学习演算法进行训练，藉以协助辨识该停车格标线影像中的多个角。
请配合参阅图4，其为本发明的停车格辨识系统所判定第一感兴趣区域的位置示意图。车位标线特征侦测单元122将第一停车格P1上的角L1～L4辨识出，随即传送至左右特征配对单元124，该左右特征配对单元124接收该些角信息后，并根据预先输入的一车辆的空间参数，可将两个具有特定对应关系的该角配对成为一停车角组，例如第一停车格P1的两个相邻角L1、L2，其中，该两个相邻的该角L1、L2彼此对应且互为补角，换言之，该两个相邻的该角L1、L2相加为180度。
随后停车格判定单元126利用该停车角组的相对位置信息，判定该停车角组所在的位置空间是否为第一标示停车格。
在一些实施例中，可根据预先输入的镜头参数，计算该第一标示停车格的位置信息。
在一些实施例中，停车格判定单元126接收该停车角组信息后，还可将涵盖该停车角组的角L1、L2的空间设定为第一感兴趣区域R1，进而可于第一感兴趣区域R1中辨识角L1、L2的角点(corner point)及其位置信息，以判定第一标示停车格；在另一些实施例中，停车格判定单元126还包括于第一感兴趣区域R1中，辨识该停车角组的角L1、L2之间是否具有一标线r1，若具有该标线r1，则判定角L1、L2与标线r1所围束的空间为第一标示停车格。也就是利用停车格判定单元126决定该第一感兴趣区域R1的范围，进而判定出第一标示停车格的位置。
由上述可知，停车格判定单元126仅需判定该停车角组的相对位置信息，即可判定该停车角组所在的位置空间是否为第一标示停车格；或是进一步利用该第一感兴趣区域R1判定出第一标示停车格的位置，因辨识第一感兴趣区域R1的面积远小于第一标示停车格的全部面积，因此停车格辨识模块12针对该第一标示停车格的位置进行辨识时，可有效减少辨识时间，同时减少系统资源的消耗。
在一些实施例中，停车格辨识模块12还包含一标示停车格追踪单元128，其可用于追踪标示单一停车格或是多个停车格。举例而言，当标示停车格追踪单元128只追踪单一停车格时，标示停车格追踪单元128可将该第一标示停车格的数据储存于一追踪数据库14，以利后续追踪使用。之后标示停车格追踪单元128追踪比对当前的该第一标示停车格标线影像和前一时刻的该第一标示停车格标线影像的特征点配对值(如当前和前一时刻的角L1、L2的相似度)，并根据该特征点配对值与一预设阀值的关系，决定后续执行动作。
在一些实施例中，该特征点配对值大于等于一预设阀值时，标示停车格追踪单元128计算并输出当前该第一标示停车格的位置信息。在一些实施例中，该特征点配对值小于一预设阀值时，标示停车格追踪单元128将该第一标示停车格的数据储存于一追踪数据库14中，当储存在该追踪数据库14的该第一标示停车格的连续储存时间大于一预设连续储存时间值，且也无更新该第一标示停车格的位置信息时，代表该储存的该第一标示停车格极可能已离开影像撷取装置10撷取的画面许久，标示停车格追踪单元128将会删除该笔数据。
在另一些实施例中，当该特征点配对值小于该预设阀值时，且当储存在该追踪数据库14的该第一标示停车格的连续储存时间不大于预设连续储存时间值，且也无更新该第一标示停车格的位置信息时，代表可能因光影变化或是视角遮蔽，导致影像撷取装置10暂时无法撷取第一标示停车格的连续影像数据，此时标示停车格追踪单元128启动一追踪演算法，计算该第一标示停车格的位置信息(如该车辆1与该第一标示停车格的相对距离)。举例来说，该追踪演算法可以前一时刻的第一标示停车格的位置信息做比例性调整而得到当前第一标示停车格的位置信息，该追踪演算法也可采用如卡曼滤波器(Kalman Filter)等等悉知追踪方法来实现而非限定于实施例所揭露的方法。换言之，即便因光影变化或是视角遮蔽，造成停车格辨识模块12一时无法依影像进行辨识停车格时，也能利用标示停车格追踪单元128启动追踪演算法计算标示停车格与车辆的相对距离，辅助完成停车格的辨识。
在一些实施例中，停车格辨识模块12也可用于辨识与追踪“多个”停车格。以下以二个停车格为例，请配合参阅图5，其为本发明的第一停车格P1(第一标示停车格)与第二停车格P2(第二标示停车格)与影像撷取装置10相对位置信息的示意图。如图5所示，影像撷取装置10可同时撷取第一停车格P1(第一标示停车格)与第二停车格P2(第二标示停车格)与其周遭影像；随后车位标线特征侦测单元122利用角侦测器辨识出第一停车格P1(第一标示停车格)与第二停车格P2(第二标示停车格)上的多个角；左右特征配对单元124接收该些角信息后，分别将第一停车格P1(第一标示停车格)上的两个相邻角L1、L2与第二停车格P2(第二标示停车格)上的两个相邻角L1’、L2’配对成为两组停车角组；停车格判定单元126接收该多个停车角组信息后，先辨识出第一停车格P1(第一标示停车格)上的第一感兴趣区域R1与第二停车格P2(第二标示停车格)上的第二感兴趣区域R2，以协助停车格辨识模块12判定第一标示停车格与第二标示停车格。在另一些实施例中，停车格判定单元126还包括于第一感兴趣区域R1/第二感兴趣区域R2中，辨识该停车角组的角L1、L2/L1’、L2’之间是否具有一标线r1/r2，若具有该标线r1/r2，则判定角L1、L2与标线r1/角L1’、L2’与标线r2所围束的空间为第一标示停车格/第二标示停车格。此时标示停车格追踪单元128可同时利用该第一停车格P1(第一标示停车格)与第二停车格P2(第二标示停车格)的标线影像的特征点配对值(如当前和前一时刻的角L1、L2、L1’、L2’的相似度)追踪比对当前的第一标示停车格与第二标示停车格和前一时刻的第一标示停车格与第二标示停车格，当该等特征点配对值大于本发明的停车格辨识系统预先设定的一预设阀值时，标示停车格追踪单元128可计算并输出当前该第一标示停车格与第二标示停车格的位置信息(如该车辆1相较于该第一标示停车格与第二标示停车格的相对距离)。
在一些实施例中，若标示停车格追踪单元128发现至少一特征点配对值(如当前的第二标示停车格和前一时刻的第二标示停车格的特征点配对值)小于该预设阀值时，表示该第二标示停车格的车格影像可能是车辆1移动而首次进入影像撷取装置10撷取的画面，因此追踪数据库14当中并未包含此第二标示停车格的数据。此时标示停车格追踪单元128则将该第二标示停车格的数据储存于该追踪数据库14，以利将来后续追踪使用。
而当储存在该追踪数据库14的该第二标示停车格的连续储存时间大于一预设连续储存时间值而未更新该第二标示停车格的位置信息时，代表该第二标示停车格极可能已离开影像撷取装置10撷取的画面许久，因此该第二标示停车格的车格影像早已不被影像撷取装置10所撷取，则停车格辨识模块12将储存在该追踪数据库14的该第二标示停车格的数据删除，以节省追踪数据库14的储存空间。
同样地，在一些实施例中，当储存在该追踪数据库14的该第一或第二标示停车格的连续储存时间不大于该预设连续储存时间值且也无更新对应停车格(该第一标示停车格或第二标示停车格)的位置信息时，代表可能因光影变化或是视角遮蔽，导致影像撷取装置10暂时无法撷取第一标示停车格或第二标示停车格的连续影像数据，标示停车格追踪单元128也可启动追踪演算法计算对应停车格的位置信息，以辅助完成停车格的辨识。
在一些实施例中，本发明的停车格辨识系统还包含一影像显示装置16，电性连接该停车格辨识模块12。影像显示装置16可显示该停车格辨识模块12中影像撷取装置10所辨识的该第一标示停车格与第二标示停车格的位置信息与其影像，其中，该影像显示装置16可为一触控显示装置，如触控式荧幕，让驾驶可以触控点选该第一标示停车格或第二标示停车格，以利驾驶后续决定要将车辆1停入第一标示停车格或第二标示停车格。
图6为本发明的停车格辨识方法的流程图(一)。具体来说，通过影像撷取装置10撷取第一停车格P1与其周遭影像，再利用停车格辨识模块12辨识出第一标示停车格的位置信息或该车辆1和该第一标示停车格的相对距离。相关停车格辨识方法详述如下，以下先以辨识第一标示停车格为例，然而本发明也可同时辨识出第一标示停车格及/或第二标示停车格。
步骤S1：接收第一停车格标线影像。具体实施时，当车辆1靠近一第一停车格P1时，影像撷取装置10撷取该第一停车格P1的周遭影像。
步骤S2：辨识该第一停车格标线影像中的多个角L1～L4。影像撷取装置10将该第一停车格P1的周遭影像传送至停车格辨识模块12，停车格辨识模块12利用车位标线特征侦测单元122中的角侦测器将第一停车格P1上的多个角L1～L4辨识出来。
步骤S3：选择两个相邻的该角配对成为一停车角组。左右特征配对单元124接收该些角信息后，将两个相邻且具有特定对应关系的该角配对成为一停车角组，例如角L1、L2，其中，该两个相邻的角所形成的夹角彼此对应且互为补角。
步骤S4：依据该停车角组，辨识出第一标示停车格。举例而言，停车格判定单元126接收该停车角组信息后，利用该停车角组的相对位置信息，设定一涵盖该停车角组的第一感兴趣区域R1，进而可于第一感兴趣区域R1中辨识角L1、L2的角点(corner point)及其位置信息，以判定第一标示停车格。在另一些实施例中，停车格判定单元126还包括于第一感兴趣区域R1中，辨识该停车角组的相邻两角(如:角L1、L2)之间是否具有一标线r1，若具有该标线r1，则将角L1、L2与标线r1所围束的空间判定为第一标示停车格。
前述的停车格辨识方法，还可包含根据预先输入的一车辆1的空间参数与镜头参数，计算该第一标示停车格的位置信息，且计算该车辆1与该第一标示停车格的相对距离，提供给停车格辨识模块12参考之用。
前述的停车格辨识方法，除了可仅辨识停车格外，也可知针对停车格进行追踪。即接续于图6的步骤S4后，接着进行后续追踪步骤，请参照图7，其为本发明的停车格辨识方法的流程图(二)。
步骤5：追踪比对当前的该第一标示停车格标线影像和前一时刻的该第一标示停车格标线影像的特征点配对值，当该特征点配对值大于或等于一预设阀值时，计算并输出当前该第一标示停车格的位置信息。
步骤6：当该特征点配对值小于该预设阀值时，将该第一标示停车格的数据储存于一追踪数据库14，当储存在该追踪数据库14的该第一标示停车格的连续储存时间大于一预设连续储存时间值，且无更新该第一标示停车格的位置信息时，删除储存在追踪数据库14中该第一标示停车格的数据。
步骤7：当储存在该追踪数据库14的该第一标示停车格的连续储存时间不大于该预设连续储存时间值且也无更新该第一标示停车格的位置信息时，以一追踪演算法计算该第一标示停车格的位置信息。
前述的停车格辨识方法，除了可仅辨识“单一”停车格外，也可辨识与追踪多个停车格，方法与前述类同。具体而言，采用与图6所示雷同的辨识方法，影像撷取装置10同时撷取第一停车格P1与第二停车格P2及其周遭影像，停车格辨识模块12利用车位标线特征侦测单元122与左右特征配对单元124辨识并将第一停车格P1的角L1、L2与第二停车格P2的角L1’、L2’分别配对成二个停车角组，停车格判定单元126进一步藉由该等停车角组判定出第一标示停车格与第二标示停车格；后续则可采用与图7所示雷同的追踪方法，同时追踪第一停车格P1与第二停车格P2，并在停车格辨识模块12无法依影像进行停车格辨识时，也能利用标示停车格追踪单元128取得第一标示停车格及/或第二标示停车格的位置信息，辅助完成停车格的辨识。
综上所述，本发明所提出的停车格辨识系统及其方法，先使用车位标线特征侦测单元辨识出停车格的多个角，之后利用左右特征配对单元将两个相邻的该角配对成为一停车角组，再利用停车格判定单元针对该停车角组加以判定是否为一标示停车格。藉由上述的辨识方式，如此不仅可仅辨识“单一”停车格，更因本发明仅针对该停车角组加以辨识，如此可有效减少辨识时间，同时减少系统资源的消耗。
此外，本发明因具有标示停车格追踪单元，可针对标示停车格进行追踪，即便因光影变化或是视角遮蔽，造成一时无法依影像进行辨识停车格时，也能启动一追踪演算法计算标示停车格与车辆的相对距离，辅助完成停车格的辨识。
另外，本发明因具有一影像显示装置，该影像显示装置可为一触控显示器，当该停车格辨识模块辨识出多个停车格时，可以利用触控点选的方式，选取欲停的标示停车格，该影像显示装置即可显示该标示停车格的位置信息以及相关影像，藉此供驾驶员进行停车操作中的参考。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (22)

1.一种停车格辨识方法，其特征在于，该方法包括：
接收第一停车格标线影像；
辨识该第一停车格标线影像中的多个角；
选择两个相邻的该角配对成为一停车角组；以及
依据该停车角组辨识出第一标示停车格。
2.根据权利要求1所述的停车格辨识方法，其特征在于，该两个相邻的角彼此对应且互为补角。
3.根据权利要求1所述的停车格辨识方法，其特征在于，依据该停车角组判定一第一感兴趣区域，于该第一感兴趣区域中判定该第一标示停车格。
4.根据权利要求3所述的停车格辨识方法，其特征在于，该方法还包括在该第一感兴趣区域中，辨识该停车角组的两个相邻角之间是否具有一标线，若具有该标线，则将该停车角组与该标线所围束的空间，判定为该第一标示停车格。
5.根据权利要求1所述的停车格辨识方法，其特征在于，该方法还包括根据预先输入的一镜头参数，计算该第一标示停车格的位置信息。
6.根据权利要求1所述的停车格辨识方法，其特征在于，该第一停车格标线影像中的多个角利用机械学习演算法训练出的角侦测器辨识出该多个角。
7.根据权利要求1所述的停车格辨识方法，其特征在于，该方法还包括追踪比对当前的该第一标示停车格标线影像和前一时刻的该第一标示停车格标线影像的特征点配对值。
8.根据权利要求7所述的停车格辨识方法，其特征在于，当该特征点配对值大于或等于一预设阀值时，计算并输出当前该第一标示停车格的位置信息。
9.根据权利要求7所述的停车格辨识方法，其特征在于，当该特征点配对值小于一预设阀值时，将该第一标示停车格的数据储存于一追踪数据库，且当储存在该追踪数据库的该第一标示停车格的连续储存时间不大于一预设连续储存时间值且无更新该第一标示停车格的位置信息时，以一追踪演算法计算该第一标示停车格的位置信息。
10.根据权利要求7所述的停车格辨识方法，其特征在于，当该特征点配对值小于一预设阀值时，将该第一标示停车格的数据储存于一追踪数据库，且当储存在该追踪数据库的该第一标示停车格的连续储存时间大于一预设连续储存时间值且无更新该第一标示停车格的位置信息时，删除储存在该追踪数据库的该第一标示停车格的数据。
11.根据权利要求1所述的停车格辨识方法，其特征在于，该方法还包括：
接收第二停车格标线影像；
辨识该第二停车格标线影像中的多个角；
选择两个相邻的该角配对成为一第二停车角组；
依据该第二停车角组辨识出第二标示停车格；以及
追踪比对当前的该第一标示停车格标线影像和前一时刻的该第一标示停车格标线影像的第一特征点配对值，以及追踪比对当前的该第二标示停车格标线影像和前一时刻的该第二标示停车格标线影像的第二特征点配对值。
12.根据权利要求11所述的停车格辨识方法，其特征在于，当该第一特征点配对值与该第二特征点配对值大于或等于一预设阀值时，计算并输出当前该第一标示停车格与该第二标示停车格的位置信息。
13.根据权利要求11所述的停车格辨识方法，其特征在于，当该第二特征点配对值小于一预设阀值时，将该第二标示停车格的数据储存于一追踪数据库，且当储存在该追踪数据库的该第二标示停车格的储存时间大于一预设连续储存时间值且未更新该第二标示停车格的位置信息时，则删除该第二标示停车格的数据。
14.根据权利要求11所述的停车格辨识方法，其特征在于，该方法还包括：
接收多个其他停车格标线影像；
辨识各该其他停车格标线影像中的多个角；
依据该多个角辨识出各该其他标示停车格；以及
追踪各该其他标示停车格。
15.一种停车格辨识系统，其特征在于，该系统包括：
至少一影像撷取装置，用以撷取一第一停车格标线影像；以及
一停车格辨识模块，电性连接该影像撷取装置，并执行一停车格辨识方法，其中该停车格辨识方法包括：
接收第一停车格标线影像；
辨识该第一停车格标线影像中的多个角；
选择两个相邻的该角配对成为一停车角组；以及
依据该停车角组辨识出第一标示停车格。
16.根据权利要求15所述的停车格辨识系统，其特征在于，该停车格辨识模块包含一车位标线特征侦测单元，且该车位标线特征侦测单元包含一用以辨识该多个角的角侦测器。
17.根据权利要求15所述的停车格辨识系统，其特征在于，该停车格辨识模块包含一左右特征配对单元，用以将两个相邻的该角配对成为停车角组。
18.根据权利要求15所述的停车格辨识系统，其特征在于，该停车格辨识模块包含一停车格判定单元，用以判定并计算该第一标示停车格的位置信息。
19.根据权利要求18所述的停车格辨识系统，其特征在于，该停车格判定单元依据该停车角组判定出一感兴趣区域。
20.根据权利要求15所述的停车格辨识系统，其特征在于，该停车格辨识模块包含一标示停车格追踪单元，用以追踪该第一标示停车格。
21.根据权利要求15所述的停车格辨识系统，其特征在于，该系统还包括一电性连接该停车格辨识模块的影像显示装置，用以显示该停车格辨识模块所辨识的该第一标示停车格的位置信息与其影像。
22.根据权利要求21所述的停车格辨识系统，其特征在于，该影像显示装置为一触控显示装置。
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