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基于视觉的智能停车位管理技术

富士通研究开发中心有限公司

北京, 2015-08-18

富士通研究开发中心有限公司(注1)开发了一种基于视觉的智能停车位管理技术。所述技术依靠监控视频分析每个停车位的占用状态,并提供全局的占用状态图来为管理者和驾驶者提供便利。

与已有方法或产品相比,所述技术可适用于不同场景,包括室内停车场及室外停车场,可高效地利用单个摄像头覆盖多达100个停车位。此外,凭借先进的图像分析技术(专利申请中),所述技术可在全天候光照条件下保证高精度。

【开发背景】

近年随着机动车数量飞速增多,停车问题同时困扰着驾驶者和政府部门。驾驶者经常要花很长时间来找寻一个可用车位,而对于政府部门,通过获取公共及收费停车场的停车位使用统计数据,可帮助制定规划以改善问题。因此,市场所期待的智慧停车解决方案应能通过获取实时停车位的占用状态、轻松地引导驾驶者至可用停车位来改善停车体验,同时降低管理者的管理成本和其他设施成本。

作为智慧停车解决方案的重要部分,获取车位占用状态的检测技术经历了三个发展阶段:基于磁感线圈的技术(1970~1980s),基于超声波传感器的技术(1990s),基于摄像头的技术(2010s)。随着大规模视频监控系统的普及,基于摄像头的智慧停车解决方案发展迅速,因其能提供更多视频数据信息并可支持进一步功能。

【课题】

尽管以所有上述技术为基础的停车位管理方案仍广泛地在不同应用场景中部署,但技术上仍有一些问题和局限性。更具体的:

基于磁感线圈和超声波传感器检测技术的方案是目前最多采用的,因其价格相对较低。但其检测精度往往不能完全保证,易受环境影响。例如,基于磁感线圈的技术易受恶劣天气(如闪电)和相邻线圈的干扰;基于超声波传感器的技术也难以用于室外场景。

基于摄像头的技术按其所用检测方法的有两种不同部署方式。大部分现有方案或产品使用一个定制摄像头覆盖2~3个车位,因此硬件成本就会抬高整体方案价格,并且此类方案无法适用于户外场景;相反,有些方案通过计算进出车辆来统计一个停车区域的总体占用状况,以此降低系统成本,但单个停车位的具体占用状态无法获得。

【所述技术】

图1显示了所述停车位管理技术的框架,由三部分组成:数据获取、数据分析和信息发布。

停车位管理技术框架
图1 停车位管理技术框架

首先,我们从监控摄像机获取视频数据。根据停车场的实际布局,我们可通过准确设定摄像头安装的高度和角度来达到最优覆盖效率。举例来说,对于一个无遮盖的室外停车场,一个1080p分辨率、镜头焦距为2.8毫米、安装高度为20米的监控摄像机,能够覆盖80~100个停车位;如其他情况所需覆盖范围减小,可相应地降低架设高度。另外,如使用者无需调阅视频进行回放,数据存储和平台服务器设施可不包含。

核心的分析处理步骤是由运行于分析工作站上的FRDC创新的停车位分析软件所负责。如图2所示,处理以单个车位为对象执行。图像预处理步骤包含图像去噪及图像增强操作,以应对较差光照条件如夜晚和雾霾天气。我们使用变动判决步骤以避免后续冗余检测操作并改善车位占用状态变换的稳定性,换句话说,我们仅在发现某个车位区域有变动的时候才进行车位占用状态的分析。此外,为增强整个系统的处理效率,我们引入轮询机制来使用一个进程间隔地处理多个摄像机的视频流。通过这种方式,一个分析工作站可承载8个以上摄像机的码流。

分析处理流程
图2 分析处理流程

图3展示了包含图像去噪和图像增强的预处理效果。

图像预处理结果
图3 图像预处理结果(上图:原始图像; 下图:处理后图像)

最后,我们获得所有停车位的占用状态图。我们可通过管理软件或网页服务器发布结果信息,或在将来通过移动应用在移动端发布。更进一步的,我们可综合历史数据来提供更多有价值信息,如预测停车高峰时间及动态定价。

【结果】

所述技术在某中东城市完成概念验证(Proof-of-Concept)测试,目前在中国南方某城市进行技术试用。以下是技术试用的一些结果:

测试时间:14:00 ~ 20:00

测试场景:室外停车场

部署方式:单个摄像机覆盖5~7个车位

总体精度:大于95%

图4 展示了所述试用场景和最终分析结果,注意摄像机的架设高度受限于停车位绿化树木。

中国南方某城市试用结果
图4 中国南方某城市试用结果
【未来计划】

在2015年,我们将继续文中提到的在多地的技术试用,以提升技术精度和可靠性,对整个方案进行优化。同时,我们将努力推动所述技术在试用阶段后的商业化,并在中国和世界范围内推广。另外,我们也计划将所述技术的核心分析算法集成至前端摄像机,以进一步降低方案成本和实际部署复杂度。

【注释】

(注1) 富士通研究开发中心有限公司:董事长 佐佐木繁。总公司地址:中国北京市。

媒体平台技术研究部

电话: 电话: +86-21-6335-0606
邮箱: 邮箱:q-wang@cn.fujitsu.com
公司:富士通研究开发中心有限公司上海分公司

新闻ID: 2015-08-18
日期: 2015-08-18
城市: 北京
公司: 富士通研究开发中心有限公司