[发明专利]一种主方向约束下的停车场结构提取方法

权利要求书

1.一种主方向约束下的停车场结构提取方法，包括以下步骤：

第一步、初始线段检测获取车位线主方向——使用Edison算子和Hough变换提取影像的边缘线段；使用分割分类算法将影像分类为空地区域与非空地区域；利用分类结果剔除大部分位于非空地区域的边缘线段，得到初始车位线线段，并根据初始车位线线段之间的夹角进行聚类编组，对编组后的边缘线段拟合得到车位线主方向；

第二步、主方向约束下的车位线提取——使用Edison算子进行边缘检测得到边缘影像，在第一步获得的车位线主方向的约束下进行Hough变换提取线段，保留长度大于1.5m的线段，得到车位线；

第三步、最大相交方向的停车道划分——根据车位线角度将车位线进行编组筛选，对于各编组内的车位线，使用最大相交方向方法划分停车道；

第四步、计算停车场结构参数——利用提取的车位线和划分的停车道计算停车场的结构参数，包括停车位长度、宽度、方向、停车道位置和方向；

第五步、提取停车场结构——依据停车场结构参数构建停车场的车位线，并生成停车道的分割线，完成停车场结构的提取。

2.根据权利要求1所述的主方向约束下的停车场结构提取方法，其特征在于：所述第一步提取车位线主方向的具体方法如下：

1a)使用Edison算子进行边缘检测得到边缘影像；

1b)对边缘影像进行Hough变换提取边缘线段；

1c)使用多尺度分割算法对影像进行分割，使用K最大近邻方法对分割面片进行分类，将影像分为空地区域和非空地区域；

1d)保留长度大于1.5m的边缘线段，根据影像分区结果，判断每条线段在空地区域、非空地区域内的比例，若边缘线段符合下式条件则剔除：式中，L_非空地代表边缘线段在非空地区域内的长度，L_空地代表边缘线段在空地区域内的长度；

1e)对筛选后的边缘线段按照角度进行编组，相互间夹角小于3度的边缘线段归于同一编组，如果某一编组内的线段数小于5，则剔除该编组，对于各编组，使用随机采样一致性算法对线段进行拟合，得到车位线主方向。

3.根据权利要求1所述的主方向约束下的停车场结构提取方法，其特征在于：第三步中，将车位线相互间夹角小于β的线段为一编组；对编组后的线段根据最大相交方向方法进行停车道划分，具体如下：

2a)对所述编组中任一条线段中心点为圆心构建半圆，将半圆均分为n个扇形，依次将每个扇形的中心线双向延伸，记录每一中心线与其相交的所述编组中其他线段的数量，其中相交线段数量最多的中心线所在的方向为该线段的最大相交方向；

2b)每个编组内所有线段中相交线段数量最多的最大相交方向为该编组的主方向；

2c)计算编组内的所有线段中心点到所述编组主方向的距离，对距离值通过聚类计算进行编组，属于同一编组的线段即位于同一停车道。

4.根据权利要求2所述的主方向约束下的停车场结构提取方法，其特征在于：β的范围为3-5°，n的范围为8-16。

5.根据权利要求3所述的主方向约束下的停车场结构提取方法，其特征在于，第四步中，计算停车场结构参数的方法如下：

3a)停车道方向及位置：将位于同一停车道上的车辆中轴线的中点拟合直线，直线的斜率即为该停车道方向，截距即为停车道位置；

3b)停车位方向：将停车道的车位线角度的平均值作为该停车道的停车位候选方向，当停车位候选方向一侧是停车道或停车场边缘，则该侧方向为该停车道的停车位方向；

3c)找到车位线长度中出现次数最多的距离区间，该距离区间内所有车位线长度的平均值为停车位长度；

3d)停车位宽度：对于纵向和横向停车道，找到所有相邻平行车位线之间的距离中出现次数最多的距离区间，该距离区间内所有平行车位线之间距离的平均值为停车位宽度；对于斜向停车道，停车位宽度需要转化为其在停车道方向上的长度，即其中α为停车道方向和车位线的夹角，D为车位线之间的平行距离。

6.根据权利要求5所述的主方向约束下的停车场结构提取方法，其特征在于，第五步中，根据所述停车场结构参数构建停车场车位线的方法具体如下：

4a)构建起始车位线——从每一停车道中选择最接近停车位长度的车位线，以其与相应停车道中心线的交点为中心，沿平行于所述停车位方向双向延伸，使其长度等于所述停车位长度，得到起始车位线；

4b)生成车位线——以起始车位线为起点，沿着平行于停车道方向以停车位宽度为间隔双向生长，生长的过程中，如果生长的车位线与最近邻车位线距离在0.3m之内，则沿停车道方向平行移动生长的车位线，使其与提取的车位线重合度最高；以生长的车位线为参照，继续向两侧生长，直到停车场边缘。

4c)生成停车道分割线——对每一停车道，在其停车位方向一侧，连接各车位线的端点，形成停车道分割线，完成停车场结构的提取。