基于邊緣探測(cè)的停車位監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，更確切地說，涉及對(duì)停車位的監(jiān)測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]司機(jī)們經(jīng)常因?yàn)檎也坏酵＼囄欢械綗馈ふ彝＼囄坏倪^程浪費(fèi)時(shí)間，增加燃油消耗，對(duì)環(huán)境有負(fù)面影響。為了節(jié)約能源，并提高環(huán)境質(zhì)量，迫切需要開發(fā)一種停車位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)停車位的占用情況。在獲取停車位占用數(shù)據(jù)后，司機(jī)可以迅速地在目的地附近找到停車位。
[0003]停車位執(zhí)法是城市管理的一個(gè)重要組成部分。現(xiàn)有的停車位執(zhí)法系統(tǒng)是通過停車執(zhí)法人員對(duì)停車街道和停車場(chǎng)進(jìn)行不間斷巡邏來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種巡邏模式需要消耗大量人力物力。為了避免這種浪費(fèi)，人們希望能利用上述停車位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量每個(gè)停車位中所停車輛的停車時(shí)間。
[0004]上述停車位監(jiān)測(cè)和執(zhí)法系統(tǒng)均需要能隨時(shí)監(jiān)測(cè)停車位的占用情況。由于它能同時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)個(gè)停車位，攝像頭很適合該任務(wù)?，F(xiàn)有技術(shù)披露了多種基于攝像頭的停車位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。Bernal等的美國(guó)專利申請(qǐng)2013/0265423披露了一種基于背景比較法的停車位監(jiān)測(cè)系統(tǒng):在一停車位圖像的有效區(qū)域(ROI)內(nèi)，將該停車位的現(xiàn)時(shí)圖像與其背景圖像(即該停車位未占時(shí)的圖像)比較。如果有很大差別，則該停車位處于已占狀態(tài)。這里，一個(gè)停車位的ROI是指該停車位在監(jiān)測(cè)中進(jìn)行圖像處理的區(qū)域。
[0005]背景比較法對(duì)攝像頭的拍攝角度很敏感。當(dāng)時(shí)攝像頭的拍攝角度較小(攝像頭被安裝得離地很近)時(shí)，可能會(huì)得到錯(cuò)誤的結(jié)果。圖1A顯示了這樣一個(gè)例子。該停車區(qū)域包括4個(gè)停車位A1-A4。停車位A2的圖像50是一個(gè)平行四邊形abcd(b和c點(diǎn)未顯示)，它被前方停放(停放在停車位A2前方的停車位Al)的車輛40a大部擋住。這時(shí)，背景比較法會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為停車位A2是占用的。
[0006]背景比較法對(duì)陰影也很敏感。當(dāng)停車位被陰影覆蓋時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。圖1B顯示了一個(gè)例子。假設(shè)背景圖像是在停車位A2沒有陰影時(shí)拍攝的。在監(jiān)測(cè)時(shí)，停車位A2被陰影55覆蓋。這時(shí)，背景比較法會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為停車位A2處于已占狀態(tài)。除了拍攝角度和陰影外，背景比較法還對(duì)光線強(qiáng)弱和停車位的地面狀態(tài)敏感:光線強(qiáng)度的改變(如從晴天到陰天)可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果；雨天、雪天或有樹葉的地面都有可能導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果?？傮w說來(lái)，背景比較法的監(jiān)測(cè)效果較不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的主要目的是節(jié)約能源，并改善環(huán)境質(zhì)量。
[0008]本發(fā)明的另一目的是提高一種監(jiān)測(cè)效果較穩(wěn)定的停車位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的另一目的是提供一種對(duì)拍攝角度、陰影、光線強(qiáng)弱和地面狀態(tài)不敏感的停車位監(jiān)測(cè)方法。
[0010]根據(jù)這些以及別的目的，本發(fā)明提出一種基于邊緣探測(cè)的停車位監(jiān)測(cè)方法。攝像頭對(duì)一個(gè)含有數(shù)個(gè)停車位的停車區(qū)域拍攝。每個(gè)停車位圖像的邊界含有一暴露邊界和至少一遮擋邊界。其中，暴露邊界沒有被任何車輛遮擋，而遮擋邊界可能被一停放的車輛遮擋，且暴露邊界和遮擋邊界不平行。一個(gè)處理器對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行圖像處理，并利用邊緣探測(cè)法來(lái)探測(cè)每個(gè)停車位ROI內(nèi)的邊緣。在所有探測(cè)到的邊緣中，主要邊緣是指在停車位ROI內(nèi)與暴露邊界基本平行的邊緣。一個(gè)停車位處于已占狀態(tài)，如果其主要邊緣滿足第一預(yù)設(shè)條件中的至少一種:1)主要邊緣的總數(shù)目超過第一預(yù)設(shè)最低數(shù)目；2)主要邊緣的總長(zhǎng)度超過第一預(yù)設(shè)最短長(zhǎng)度。在本發(fā)明中，因?yàn)橹饕吘壉硎疽粋€(gè)車輛的存在，它又被稱為特征邊緣。
[0011]另一方面，一個(gè)停車位處于未占狀態(tài)，如果其次要邊緣滿足第二預(yù)設(shè)條件中的至少一種:1)次要邊緣的總數(shù)目超過第二預(yù)設(shè)最低數(shù)目；2)次要邊緣的總長(zhǎng)度超過第二預(yù)設(shè)最短長(zhǎng)度。這里，次要邊緣是指在停車位ROI中與遮擋邊界基本平行的邊緣。
[0012]相對(duì)于背景比較法，邊緣探測(cè)法的探測(cè)效果更加穩(wěn)定，它對(duì)遮擋、陰影、光線強(qiáng)弱和表面狀態(tài)不敏感。為了減少圖像處理時(shí)的計(jì)算負(fù)擔(dān)，邊緣探測(cè)法只探測(cè)停放車輛的特征邊緣，而非其形狀。
【附圖說明】
[0013]圖1A顯示一種被前方車輛遮擋的停車位；圖1B顯示一種被陰影覆蓋的停車位。
[0014]圖2A是一種采用邊緣探測(cè)法監(jiān)測(cè)已占停車位的流程圖；圖2B顯示在一個(gè)已占停車位ROI內(nèi)的主要邊緣(邊靠邊停車)。
[0015]圖3A是一種采用邊緣探測(cè)法監(jiān)測(cè)未占停車位的流程圖；圖3B顯示在一個(gè)未占停車位ROI內(nèi)的次要邊緣(邊靠邊停車)。
[0016]圖4A-圖4C詳細(xì)闡述術(shù)語(yǔ)“基本平行”的幾種定義。
[0017]圖5顯示一種采用車尾先入停車方式之車輛的主要邊緣(邊靠邊停車)。
[0018]圖6A顯示一種已占停車位ROI內(nèi)的主要邊緣(順序停車)；圖68顯示一種未占停車位ROI內(nèi)的次要邊緣(順序停車)。一
[0019]注意到，這些附圖僅是概要圖，它們不按比例繪圖。為了顯眼和方便起見，圖中的部分尺寸和結(jié)構(gòu)可能做了放大或縮小。在不同實(shí)施例中，相同的符號(hào)一般表示對(duì)應(yīng)或類似的結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖2A是一種采用邊緣探測(cè)法監(jiān)測(cè)一車輛40b占用的停車位A2之流程圖；圖28顯示在該已占停車位R0I70內(nèi)探測(cè)到的主要邊緣80a-80d。在這個(gè)實(shí)施例中，停車位A1-A4中停放的車輛(40b等)平行停放，即邊靠邊停車。
[0021]在停車位監(jiān)測(cè)中，攝像頭拍攝停車區(qū)域(包括停車位A1、A2)的照片(步驟100)。在每個(gè)停車位(如A2)的圖像50中，其邊界含有一暴露邊界20 (ad線)和至少一遮擋邊界30 (Cd線)。其中，暴露邊界20沒有被任何車輛遮擋(如圖1A-圖1B所示)，而遮擋邊界30可能被一停放的車輛遮擋(如圖1A中的車輛40a)，且暴露邊界20和遮擋邊界30不平行。處理器對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行圖像處理，并利用邊緣探測(cè)法來(lái)探測(cè)停車位A2之R0I70中的邊緣(步驟110)。在所有探測(cè)到的邊緣中，主要邊緣80a-80d是指在停車位R0I70中與暴露邊界20基本平行的邊緣(步驟120)，它們又被稱為車輛40a的特征邊緣，并分別對(duì)應(yīng)于后防撞杠的下邊緣、后備箱突出的邊緣、后車窗的下邊緣、以及后車窗的上邊緣。如果主要邊緣80a-80d滿足第一預(yù)設(shè)條件中的至少一種(步驟130)，停車位A2處于已占狀態(tài)(步驟140):1)主要邊緣的