[发明专利]基于视觉的右方位空停车位与泊车过程中车位线检测方法

权利要求书

1.一种基于视觉的右方位空停车位的检测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

第一步、将检测车位摄像头采集到的图像，转换为鸟瞰图的形式；

第二步、对第一步中视角转换后的图像进行预处理，依次进行如下处理步骤：将彩色图像转换为灰度图像、通过改变图像水平方向的像素数和垂直方向的像素数来改变图像大小的操作；

第三步、针对第二步中预处理之后的图像中停车位与背景的差异，对预处理后的图像进行阈值分割与形态学运算，初步筛选出停车位；

第四步、对第三步中初步筛选出的停车位进行二次阈值筛选，根据停车位的规定大小，通过阈值和车位长宽比，准确筛选出停车位；

第五步、利用第四步中筛选出检测的车位，计算出车位与车之间的距离关系，车位长宽，以及车相对车位偏转的角度；再进行坐标系转换，即将检测到车位的图像从图像坐标系转换成以停车位为基准的空间坐标系，输出偏航角与车辆坐标。

2.根据权利要求1所述的基于视觉的右方位空停车位的检测方法，其特征在于：第一步中检测车位摄像头的安装与标定：在车辆上安装检测车位的摄像头，在安装完摄像头后用棋盘标定板对摄像头进行标定。

3.根据权利要求2所述的基于视觉的右方位空停车位的检测方法，其特征在于：

第一步中摄像头的安装方式：

将拍摄车位的摄像头安装在车顶靠右侧能够拍摄到车位的位置；保证该摄像头拍摄到的图像下底边与车辆右侧前后轮中心的连线保持平行；

第一步中摄像头安装完成后进行标定，标定方式：将车辆开到空旷的位置，在车的右侧摆放一个长3m，宽3m的棋盘标定板，棋盘标定板中每个正方形小格的边长为20cm，保证摄像头能拍摄到完整的棋盘标定板，且标定板的一边与摄像机拍摄到的图像下底边平行；

摄像头标定后，选取标定板边缘的四个顶点作为输入坐标点，设定四个输出点，求得透视转换矩阵A，再将透视变换矩阵A在程序中保留下来应用到后续每一帧图像中，完成鸟瞰图的变换。

4.根据权利要求3所述的基于视觉的右方位空停车位的检测方法，其特征在于：第一步中从正常视角转换为鸟瞰图的透视变换方法为：

利用如下公式：

[x y z]＝[u v 1]*A

(u v)为原始图像(二维空间)上的输入坐标点，(x y z)为变换到的三维空间上一点，A为透视变换矩阵。

透视变换是一个从二维空间变换到三维空间的转换，转换后的图像在二维平面，除以z，用(x′ y′ z′)表示图像上的点。

其中(u v)为原始图像像素坐标即输入坐标点，(x′ y′)为变换之后的图像像素坐标即输出坐标点；利用输入坐标点和输出坐标点来求透视变换矩阵A。

透视变换矩阵

表示图像线性变换；用于产生图像透视变换；

T₃＝[a₃₁ a₃₂]表示图像平移；a₃₃＝1。

根据一对输入输出坐标点，利用公式得方程组：

通过设定四个输入坐标点和四个输出坐标点建立八个方程组，解得透视变换矩阵A的八个参数。

5.根据权利要求1所述的基于视觉的右方位空停车位的检测方法，其特征在于：

第三步中停车位特征提取，其具体步骤：

对预处理后的图片进行阈值分割，将图像每隔10个灰度值进行一次阈值分割，再对每一幅阈值分割后的图像进行膨胀腐蚀操作，去除干扰，并且连通断开的车位线形成二值化结果，对每次二值化后的结果进行轮廓查找与多边形拟合，将找到的所有轮廓筛选一遍，将以下三个要求全部满足的轮廓保留下来：

①轮廓为四边形；

②轮廓面积大于一定像素值，并且是凸包的轮廓；

③轮廓中三个角的余弦值小于0.2的四边形；

完成停车位的初步筛选。