[发明专利]基于计算机视觉的路边停车位检测装置

说明书

技术领域

本发明属于光学、计算机视觉技术、模式识别技术、嵌入式系统软硬件技术和智能交通技术在道路两侧的停车位检测、停车收费管理以及停车诱导等方面的应用，尤其是一种基于计算机视觉的停车场车位状态检测装置。

背景技术

当今交通问题已经成为全球性的“城市通病”，而交通拥堵是城市“交通病症”的主要表现。城市交通拥堵的“病因”源于多种因素，且交通拥堵直接影响着人们的出行质量，特别是利用车辆交通的人们。“停车难”问题目前已经成为城市交通拥堵的一个主要“病因”。

资料显示，机动车处于静态交通状态下的时间明显超过动态交通状态下的时间，两者的比例约为7∶1。动态交通为车辆提供车行道空间，静态交通为车辆提供停放场所。先进的停车诱导系统可以提高停车场利用率，减少车辆由于寻找停车位而在道路上或者在停车场内的巡游时间以及排放的尾气和噪声造成的环境污染，提高整个交通效率，改善停车场的经营条件以及增加商业区域的经济活力等^[i]。

停车诱导系统一般由停车信息采集、信息加工、信息传输以及信息诱导等四部分组成。其中停车信息采集模块为停车诱导系统提供了信息源，它是成功实现停车诱导系统的关键环节。目前停车位的信息采集技术主要有以下方法：磁性检测、超声波检测、红外线检测和视频检测等技术。

感应线圈检测器是传统的信息检测器，是目前世界上用量最大的一种停车位检测设备。使用方法主要是将感应线圈传感器埋于被检测停车位地面下，通过自动检测停车位上有车时线圈所引起的电压等参数变化，从而感知停车位占用情况。这种方法也有以下缺点：1)在安装时感应线圈必须埋入停车场地面下，因此在安装时会影响停车场照常营业，而且当感应线圈出现故障时，需要挖开地面维修，维护工作量以及维护成本大；2)每个停车位都需要安装检测装置，一次性投资比较大，而且停车位越多会带来通信和计算压力。

超声波检测器是通过接受由超声波探头发出并经过停车位反射的超声波来感知停车位的占用情况。其工作原理可分为两种：传播时间差法和多普勒法。其不足之处是容易受环境影响，探头下方通过的人或物会产生反射波，容易造成误检，而且和感应线圈检测器一样每个停车位都需要安装检测装置，初期投入比较大，而且停车位越多会带来通信和计算压力；该技术在路边停车位的检测方面，如果埋设在地面下面会出现感应线圈检测器同样的问题，若配置在停车位上面空间不许可。

红外线检测器是具有良好应用前景的悬挂式检测器。该检测器一般采用反射式检测技术。反射式检测器探头由一个红外发光管和一个红外接收管组成，其工作原理是由调制脉冲发生器产生调制脉冲，经红外探头向停车位上辐射，当停车位上有车时，红外线脉冲从停车位反射回来，被探头的接收管接收，经红外解调器解调，通过选通、放大、整流和滤波后触发器输出一个检测信号。这种检测器具有快速准确、轮廓清晰的检测能力。其缺点是现场的灰尘、杂物会影响检测器的正常工作。上述三种方式从原理上来说都属于点检测或者线检测。

视频检测是一种结合视频图像和模式识别的技术。与传统的检测器相比，视频停车信息采集技术具有以下优点：1)检测范围广，通常一台普通CCD摄像机可监控多个停车位，系统可以处理多台普通CCD摄像机采集的视频数据；2)安装维护无干扰，由于摄像机一般是安装在停车位的上方，因此安装及维护不会影响停车场的营业，也不需要开挖、破坏地面；3)维护方便，传统的感应线圈检测器在损坏时，需要开挖地面进行维护，而视频检测设备发生问题时，可直接摘除或修理设备，减少了维护费用；4)可视性好，能够将实时图像传输给停车场的管理者，实现监控职能；5)视频检测属于面的检测，所获得的信息量更丰富；6)具有良好的先进性、可扩展性、可持续发展性等。因此，视频停车信息采集技术是未来停车位检测技术发展的一种新趋势。

中国发明专利申请号为200510127612.8公开了一种基于视频技术的路侧停车场管理系统，该系统含有路侧停车场上方的CCD摄像机，提取车辆电子号牌的远距离读卡器，与CCD摄像机相连的视频车位检测器；该发明中检测车位状态是通过地面的灰度值与车辆占有车位的灰度值进行比较，这种车位状态检测方法鲁棒性比较低，尤其是在户外道路环境下地面的灰度值容易受到环境光、阴影等干扰影响；