一种基于高位视频的服务区停车压线检测方法技术

本发明专利技术提出一种基于高位监控视频的服务区停车压线检测方法，针对服务区可能存在的停车压线现象，辅助工作人员对车位进行监管，提高工作效率。首先利用目标检测算法，在视频帧中搜索并框定停车车辆目标，然后统计车辆目标的边缘轮廓特征判断车辆朝向；接着根据对摄像机标定得到的坐标转换关系和车辆朝向，对车辆的大地坐标进行推导拟合，从而得到车辆的尺寸信息。最后依据车辆的尺寸信息，对车辆进行定位，结合先验标定的车位信息，计算车辆与车位的吻合程度，给出车辆压线停车的可能性。本方法利用普通监控相机实现，对于新建或改造项目都较为友好，各模块的准确性与实时性都较高，具备较强的工程实用性。具备较强的工程实用性。具备较强的工程实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高位视频的服务区停车压线检测方法


[0001]本专利技术涉及服务区停车压线检测技术，具体涉及一种基于高位视频的服务区停车压线检测方法。

技术介绍

[0002]高速服务区是城市中重要的设施之一，随着用车人数增加，高速服务区及其设置的车位数量逐渐增加，管理方的工作量以及监管难度也随之增加，如压线停车等不规范的停车现象及其解决方案倍受管理方的关注。
[0003]人们的停车思维往往是先易后难，车位空闲较多时，停车较为随意，停车难度也较低，但随着停车位的逐渐占用，后来车辆可选择的停车位越来越少，可供他们停车的缓冲地带也与来越少。后来车辆为了与前车保持一定的距离，避免擦碰，就会选择距离前车更大的安全距离驶入车位，依次类推，一旦前车出现压线停车的行为，尤其是左右越线，后车发生压线停车的可能性就大大增加，如此恶性循环，一方面，会导致更多的车压线停靠，增加停车难度，擦碰事件发生的可能性大大增加。另一方面，前车占用后车的停车空间，也会在一定程度上造成车位的浪费。停车压线检测功能在发现压线停车情况，就立刻告知相关监管人员进行现场调度，有助于提高服务区的停车管理水平，保障安全，规避风险。
[0004]就露天停车场而言，停车压线检测通常借助两类硬件实现：(1)在车位上安装测距传感器，依据感应距离判断车辆是否压线，然而服务区小到几十个车位，大到上百个车位，大量使用传感器对于施工、后期维护都十分不便；(2)依靠监控相机进行管理是目前广泛使用的手段，它采用目标检测技术实时搜寻目标，分析车与车位的匹配关系，再判断车辆的压线情况。
[0005]基于视频的方法又可以细分为两大类：激光相机类和普通监控相机类，前者更易获得目标的场景深度，对于定位，描述物体形状较为有利，缺点是价格昂贵。而普通监控相机，则需要对视频做更多的特征提取工作，从而获得车辆的姿态、世界距离等用于判断停车压线的信息，但其成本远远低于前者，且较多既有项目和新建项目更倾向于使用该种监控相机，因此研究基于普通监控相机的压线检测方法据具有一定的工程意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于高位视频的服务区停车压线检测方法。
[0007]实现本专利技术目的的技术方案为：一种基于高位视频的服务区停车压线检测方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1、对监控摄像机进行标定，获取图像坐标与大地坐标间的转换关系；
[0009]步骤2、检测车辆目标，读取监控视频流，实时检测停车目标，输出车型类别，同时给出停车目标的图像坐标信息，以及停车目标的包围框尺寸；
[0010]步骤3、判断车辆朝向，依据车辆包围框选取目标车辆区域，对该区域进行高斯滤波、边缘检测、直线检测，提取车辆的轮廓特征，判断车辆的朝向；
[0011]步骤4、拟合车辆尺寸，基于图像坐标与大地坐标间的转换关系，由步骤2获取的2D检测框推导车辆3D检测框，对车辆参数进行估算及优化；
[0012]步骤5、检测车辆压线情况，确定车辆尺寸后，重新确定车辆的大地坐标，确定车辆底部轮廓矩形和车位轮廓的重叠面积，依据压线概率函数，确定车辆处于停车压线状态的概率。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0014](1)本专利技术的技术方案仅使用普通监控摄像机实现压线检测功能，落地成本相对较低；
[0015](2)本专利技术的技术方案提供辅助判断车辆是否压线的功能，降低停车管理人员的工作难度，提高停车管理水平；
[0016](3)本专利技术的技术方可以及时规范驾乘人员的停车方式，保障停车安全和停车效率；
[0017]下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步描述。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的基于高位视频的服务区停车压线检测方法步骤流程图。
[0019]图2为本专利技术的车辆朝向判断的步骤流程图。
[0020]图3为本专利技术的车辆尺寸拟合的步骤流程图。
[0021]图4为本专利技术的摄像机标定示意图。
[0022]图5为本专利技术的车辆朝向与大地坐标推导示意图。
[0023]图6为本专利技术的压线概率函数示意图。
[0024]图7至图8为本专利技术的实施例中的压线检测效果图。
具体实施方式
[0025]一种基于高位视频的服务区停车压线检测方法，包括以下步骤：
[0026]步骤1、对监控摄像机进行标定，获取图像坐标与大地坐标间的转换关系，具体为：
[0027]选择监控区域无车或少车时对车位区域进行拍摄采样，所采样图片需能完整的显示区域内各车位线的形态，包括每个车位区域的四个顶点，所述摄像机设置在灯杆上，且摄像机进行图片采样时姿态是固定的；
[0028]设置摄像机坐标系原点为O
c
，其坐标轴分别为X
c
、Y
c
、Z
c
；大地坐标系原点为O
w
，位于高杆底部，其坐标轴分别为X
w
、Y
w
、Z
w
；
[0029]设车位区域的四个点A、B、C、D在相机成像面图像上的对应点为a、b、c、d，其中O
o
为成像面图像主点，灭点v1为线段da和线段cb的交点，灭点v2是线段cd和线段ba的交点，灭点坐标分别为：v1(v
x1
,v
y1
)、v2(v
x2
,v
y2
)，β为俯仰角，γ为光轴投影直线与车位线的夹角，且0
°
≤γ＜90
°
，摄像机布置高度h；
[0030]灭点对应的世界坐标为(
‑
tanγ，1，0)、(1，tanγ，0)，将其带入下式：
[0031][0032]可得：
[0033][0034][0035][0036]其中，k为比例系数；
[0037]则大地坐标与图像坐标(x
pi
，y
pi
)间的坐标转换公式关系为：
[0038][0039][0040]β＝tan
‑1(
‑
v
y1
/f)
[0041]γ＝tan
‑1(
‑
v
x1
cosβ/f)。
[0042]步骤2、检测车辆目标，读取监控视频流，实时检测停车目标，输出车型类别，同时给出停车目标的图像坐标信息，以及停车目标的包围框尺寸，具体为：
[0043]步骤2
‑
1、将车辆目标检测模型进行分类，包括小汽车、SUV、大小客车、危化品车、超长车；
[0044]选用单阶段目标检测方法，保证毫秒级的帧处理速率；模型训练采用的训练集平衡各类车型的目标数量，保证模型对各类车型都有较高的识别率
[0045]步骤2
‑
2、输入监控摄像机采集的视频，利用车辆目标检测模型输出视频帧中停车目标的车型类别、车辆中心坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高位视频的服务区停车压线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对监控摄像机进行标定，获取图像坐标与大地坐标间的转换关系；步骤2、检测车辆目标，读取监控视频流，实时检测停车目标，输出车型类别，同时给出停车目标的图像坐标信息，以及停车目标的包围框尺寸；步骤3、判断车辆朝向，依据车辆包围框选取目标车辆区域，对该区域进行高斯滤波、边缘检测、直线检测，提取车辆的轮廓特征，判断车辆的朝向；步骤4、拟合车辆尺寸，基于图像坐标与大地坐标间的转换关系，由步骤2获取的2D检测框推导车辆3D检测框，对车辆参数进行估算及优化；步骤5、检测车辆压线情况，确定车辆尺寸后，重新确定车辆的大地坐标，确定车辆底部轮廓矩形和车位轮廓的重叠面积，依据压线概率函数，确定车辆处于停车压线状态的概率。2.根据权利要求1所述的基于高位视频的服务区停车压线检测方法，其特征在于，所述步骤1中的标定监控摄像机，具体为：选择监控区域无车或少车时对车位区域进行拍摄采样，所采样图片需能完整的显示区域内各车位线的形态，包括每个车位区域的四个顶点，所述摄像机设置在灯杆上，且摄像机进行图片采样时姿态是固定的；设置摄像机坐标系原点为O
c
，其坐标轴分别为X
c
、Y
c
、Z
c
；大地坐标系原点为O
w
，位于高杆底部，其坐标轴分别为X
w
、Y
w
、Z
w
；设车位区域的四个点A、B、C、D在相机成像面图像上的对应点为a、b、c、d，其中O
o
为成像面图像主点，灭点v1为线段da和线段cb的交点，灭点v2是线段cd和线段ba的交点，灭点坐标分别为：v1(v
x1
,v
y1
)、v2(v
x2
,v
y2
)，β为俯仰角，γ为光轴投影直线与车位线的夹角，且0
°
≤γ＜90
°
，摄像机布置高度h；则大地坐标与图像坐标(x
pi
，y
pi
)间的坐标转换公式关系为：)间的坐标转换公式关系为：β＝tan
‑1(
‑
v
y1
/f)γ＝tan
‑1(
‑
v
x1
cosβ/f)。3.根据权利要求1所述的基于高位视频的服务区停车压线检测方法，其特征在于，所述步骤2中的检测车辆目标，具体包括以下步骤：步骤2
‑
1、将车辆目标检测模型进行分类，包括小汽车、SUV、大小客车、危化品车、超长车，选用单阶段目标检测方法；步骤2
‑
2、输入监控摄像机采集的视频，利用车辆目标检测模型输出视频帧中停车目标的车型类别、车辆中心坐标P(x
p
,y
p
)、目标区域的宽w
p
、高h
p
。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世玺，陈鹏，李文军，杨军志，杨利红，葛长俊，戴骏，
申请(专利权)人：华设设计集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：