[發明專利]一種主方向約束下的停車場結構提取方法

有效

• 申請號: 201210482430.2
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN102968634A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 童禮華;程亮;李滿春;張雯;王亞飛;王結臣;潘航;馬磊;陳焱明;鐘禮山
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06T7/00
• 代理公司: 南京同澤專利事務所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 石敏

1.一種主方向約束下的停車場結構提取方法，包括以下步驟：

第一步、初始線段檢測獲取車位線主方向——使用Edison算子和Hough變換提取影像的邊緣線段；使用分割分類算法將影像分類為空地區域與非空地區域；利用分類結果剔除大部分位于非空地區域的邊緣線段，得到初始車位線線段，并根據初始車位線線段之間的夾角進行聚類編組，對編組后的邊緣線段擬合得到車位線主方向；

第二步、主方向約束下的車位線提取——使用Edison算子進行邊緣檢測得到邊緣影像，在第一步獲得的車位線主方向的約束下進行Hough變換提取線段，保留長度大于1.5m的線段，得到車位線；

第三步、最大相交方向的停車道劃分——根據車位線角度將車位線進行編組篩選，對于各編組內的車位線，使用最大相交方向方法劃分停車道；

第四步、計算停車場結構參數——利用提取的車位線和劃分的停車道計算停車場的結構參數，包括停車位長度、寬度、方向、停車道位置和方向；

第五步、提取停車場結構——依據停車場結構參數構建停車場的車位線，并生成停車道的分割線，完成停車場結構的提取。

2.根據權利要求1所述的主方向約束下的停車場結構提取方法，其特征在于：所述第一步提取車位線主方向的具體方法如下：

1a)使用Edison算子進行邊緣檢測得到邊緣影像；

1b)對邊緣影像進行Hough變換提取邊緣線段；

1c)使用多尺度分割算法對影像進行分割，使用K最大近鄰方法對分割面片進行分類，將影像分為空地區域和非空地區域；

1d)保留長度大于1.5m的邊緣線段，根據影像分區結果，判斷每條線段在空地區域、非空地區域內的比例，若邊緣線段符合下式條件則剔除：式中，L_非空地代表邊緣線段在非空地區域內的長度，L_空地代表邊緣線段在空地區域內的長度；

1e)對篩選后的邊緣線段按照角度進行編組，相互間夾角小于3度的邊緣線段歸于同一編組，如果某一編組內的線段數小于5，則剔除該編組，對于各編組，使用隨機采樣一致性算法對線段進行擬合，得到車位線主方向。

3.根據權利要求1所述的主方向約束下的停車場結構提取方法，其特征在于：第三步中，將車位線相互間夾角小于β的線段為一編組；對編組后的線段根據最大相交方向方法進行停車道劃分，具體如下：

2a)對所述編組中任一條線段中心點為圓心構建半圓，將半圓均分為n個扇形，依次將每個扇形的中心線雙向延伸，記錄每一中心線與其相交的所述編組中其他線段的數量，其中相交線段數量最多的中心線所在的方向為該線段的最大相交方向；

2b)每個編組內所有線段中相交線段數量最多的最大相交方向為該編組的主方向；

2c)計算編組內的所有線段中心點到所述編組主方向的距離，對距離值通過聚類計算進行編組，屬于同一編組的線段即位于同一停車道。

4.根據權利要求2所述的主方向約束下的停車場結構提取方法，其特征在于：β的范圍為3-5°，n的范圍為8-16。

5.根據權利要求3所述的主方向約束下的停車場結構提取方法，其特征在于，第四步中，計算停車場結構參數的方法如下：

3a)停車道方向及位置：將位于同一停車道上的車輛中軸線的中點擬合直線，直線的斜率即為該停車道方向，截距即為停車道位置；

3b)停車位方向：將停車道的車位線角度的平均值作為該停車道的停車位候選方向，當停車位候選方向一側是停車道或停車場邊緣，則該側方向為該停車道的停車位方向；

3c)找到車位線長度中出現次數最多的距離區間，該距離區間內所有車位線長度的平均值為停車位長度；

3d)停車位寬度：對于縱向和橫向停車道，找到所有相鄰平行車位線之間的距離中出現次數最多的距離區間，該距離區間內所有平行車位線之間距離的平均值為停車位寬度；對于斜向停車道，停車位寬度需要轉化為其在停車道方向上的長度，即其中α為停車道方向和車位線的夾角，D為車位線之間的平行距離。

6.根據權利要求5所述的主方向約束下的停車場結構提取方法，其特征在于，第五步中，根據所述停車場結構參數構建停車場車位線的方法具體如下：

4a)構建起始車位線——從每一停車道中選擇最接近停車位長度的車位線，以其與相應停車道中心線的交點為中心，沿平行于所述停車位方向雙向延伸，使其長度等于所述停車位長度，得到起始車位線；

4b)生成車位線——以起始車位線為起點，沿著平行于停車道方向以停車位寬度為間隔雙向生長，生長的過程中，如果生長的車位線與最近鄰車位線距離在0.3m之內，則沿停車道方向平行移動生長的車位線，使其與提取的車位線重合度最高；以生長的車位線為參照，繼續向兩側生長，直到停車場邊緣。

4c)生成停車道分割線——對每一停車道，在其停車位方向一側，連接各車位線的端點，形成停車道分割線，完成停車場結構的提取。