[发明专利]基于机器视觉的停车场导航系统及方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的停车场导航系统，包括停车场服务中心和车辆上的用户移动终端两部分，其特征在于：所述停车场服务中心包括车辆跟踪模块、数据管理模块以及停车场服务中心通信模块，所述车辆跟踪模块用于实时检测各车位占用状态以及停车场通行区域的车辆目标的运动状态，构造停车场实时地图；所述数据管理模块用于对车位数据进行查询与更新，并存储停车场实时地图、运动车辆目标的位置；所述停车场服务中心通信模块用于接收来自用户移动终端的驶入/驶出请求，并将停车场实时地图及车辆实时位置发送到用户移动终端；

所述用户移动终端包括终端通信模块与车辆导航模块，所述终端通信模块用于向停车场服务中心发出驶入/驶出停车场的请求信息，并接收停车场服务中心发送的停车场实时地图与车辆实时位置；所述车辆导航模块根据接收到的停车场实时地图、车辆实时位置以及用户选择的终点位置规划导航路径，并进行显示及语音提示；

所述车辆跟踪模块还包括一个全局跟踪器及局部视觉传感器组对应的局部跟踪器，各局部视觉传感器组的观测范围覆盖停车场的全部车位区域、行车路径区域及出入口区域，每一个局部视觉传感器组对应一个局部跟踪器，对局部视觉传感器组中的多个传感器获得的图像进行变换与融合，得到局部视图，并从局部视图中检测出车辆目标，对行车路径区域的车辆目标进行跟踪滤波获得车辆目标的运动状态，对车位区域的车辆目标则更新车位占用状态，再将车辆目标的运动状态与车位占用状态发送给全局跟踪器，全局跟踪器对来自各局部跟踪器的车辆目标运动状态进行融合，获得停车场内各运动车辆的当前位置及姿态，并对车位占用状态进行融合，构造停车场实时地图；所述车辆跟踪模块的局部跟踪器i的处理流程是：

(1)接收视觉传感器组i采集的图像组{P_i1，P_i2，…，P_in}，对其中的每个图像P_ij分别进行畸变校正及逆投影变换，得到校正后的俯视图像组{P^T_i1，P^T_i2，…，P^T_in}：

(2)将俯视图像组{P^T_i1，P^T_i2，…，P^T_in}的图像逐个映射到局部跟踪器的坐标系，进行融合和边界平滑处理，得到与该局部跟踪器对应的全局图像P^T_i；

(3)根据全局图像P^T_i对行车路径区域检测出运动车辆目标位置，作为局部跟踪器i的观测向量Z_i(k)＝[x₁，y₁，x₂，y₂，…，x_j，y_j，…，x_im，y_im]，其中x_j，y_j是检测到的运动车辆目标的位置坐标，im是检测到的运动车辆目标个数；

(4)根据全局图像P^T_i对车位区域检测出车位状态，检测结果记为S_i(k)＝[s₁，s₂，…，s_j，…，s_il]，其中s_j＝[id_j，f_j]是局部跟踪器i检测到的车位状态，id_j是车位编号，f_j是车位状态，f_j＝0表示车位空闲，f_j＝1表示车位被占用，il是检测到的车位个数；

全局跟踪器的处理流程是：

(1)车辆目标运动状态融合：对各局部跟踪器的观测向量{Z_i(k)}，首先与已有车辆目标轨迹进行数据关联，再通过Kalman滤波来获得各运动车辆目标位置的最优估计；

(2)车位占用状态进行融合：对来自各局部跟踪器的车位占用状态进行融合，融合规则是”或”规则，对任意车位，只要有一个局部跟踪器检测到该车位的状态为占用，则该车位的状态为占用；设车位id_j有m个局部跟踪器检测其状态，记为s¹_j＝[id_j，f¹_j]，…，s^m_j＝[id_j，f^m_j]，该车位s_j＝[id_j，f_j]的状态融合方法表达式为

f_j＝f¹_j∨…∨f^m_j。