摘 要

随着我国经济的快速发展带来了城市化的加速，越来越多的普通家庭拥有了汽车，虽然这是生活水平的提高，一定程度上也给人们带来了方便，但很多人不注意交通规则，也没有按照规定的要求停放车辆，使得汽车违章乱停的现象屡见不鲜，机动车的乱停乱放不仅造成了交通堵塞，也会发生交通事故。本文基于视觉技术对违章停车的检测方法进行了研究，通过采用固定或移动视觉摄像头采集车位和车辆信息，实现对一定范围内停车区域的有效监控，分析车辆是否准确停在车位中而没有违停。论文的主要内容如下：

论文首先通过学校周边的停车场监控摄像头采集到车位以及车辆的相关信息进行图像的预处理，采用阈值化的图像分割方法进行图像的分割与提取；接着做了图像的边缘检测；其次，论文进行了车辆轮廓的边缘检测与轮廓提取；最后，通过在停车位以及车辆轮廓的基础上算法求出外接矩形，再设计算法，根据外接矩形的顶点坐标的大小判断小矩形是否在大矩形内，从而判断车辆的轮廓是否在停车位的轮廓内，最终实现判断。

关键字：图像分割 边缘检测 轮廓提取 算法设计

Design of intelligent stopping algorithm based on vision

Abstract

With the rapid development of our economy and the acceleration of urbanization, more and more ordinary families have cars. Although this is the improvement of living standards, it has also brought convenience to people to some extent, but many people do not pay attention to traffic rules, and there are no parking vehicles in accordance with the required requirements, which makes the car disorderly. The phenomenon is often seen. The chaos and parking of motor vehicles not only cause traffic jams, but also cause traffic accidents. This paper studies the detection method of parking violation based on visual technology. Through the use of fixed or mobile visual cameras to collect parking space and vehicle information, the effective monitoring of parking area in a certain range is realized, and whether the vehicle is accurately stopped in the parking space is not violated. The main contents of the paper are as follows:

Firstly, the paper preprocessed the image by collecting the parking space and the related information of the vehicle, using the threshold image segmentation method to segment and extract the image. Then, the edge detection of the image was done. Secondly, the edge detection and contour extraction of the vehicle contour were carried out in the paper. Finally, the outer rectangle is obtained by the algorithm based on the parking space and the vehicle contour, and then the algorithm is designed to judge whether the small rectangle is in the large rectangle according to the size of the vertex coordinates of the external rectangle, so as to determine whether the contour of the vehicle is in the parking space, and the design of the violation algorithm is realized.

Key words: image segmentation;location detection; contour extraction; algorithm design

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究的背景 1

1.2 研究意义 1

1.3 视频监控技术的概述 2

1.4 国内外研究现状分析 2

1.4.1 图像处理技术在车位检测的应用 2

1.4.2 车位检测的研究 2

1.5 本文的研究内容 3

第二章 开发环境及总体设计方案 4

2.1 开发环境介绍 5

2.2 总体设计方案 6

2.3 系统组成 7

第三章 图像预处理及相关技术概述 8

3.1 图像预处理 8

3.1.1图像灰度化 8

3.1.2 图像滤波 9

3.3 形态学运算 11

3.3 图像分割 12

3.4 图像边缘检测 15

3.4.1 Sobel算子 15

3.4.2 Canny算子 15

3.4.3 Laplance算子 16

第四章 违停算法的设计与实现 18

4.1 违停算法设计 18

4.2 车辆轮廓的检测与提取 19

4.2.1 轮廓提取函数算法原理 19

4.2.2 车辆的外接矩形 19

4.3 停车位轮廓的检测与提取 20

4.3.1 车位轮廓的提取 20

4.3.2 车位的外接矩形 20

4.4 算法设计及实现 21

第五章 工作总结与展望 24

5.1 本文工作总结 24

5.2 问题与展望 25

参考文献 26

致谢 28

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景

随着生产技术的提高和汽车工业的发展，汽车已经成为了普通的代步工具，给带来了很大的方便，但这也造成了很多交通问题，由于道路的承载能力有限，使得道路拥堵的状况时长发生，特别是北京上海这样的大城市，一到晚高峰堵车的现象就很严重，从而增加了交通事故发生的概率甚至引发了环境污染、经济损失等严重的社会问题。日益增长的汽车数量不仅产生了道路拥堵的问题，在停车问题上也发生了很多违停乱停的现象，严重影响了人们的正常出行，不利于道路的畅通，为了解决这一问题人们提出了一种智能交通的概念，它是利用视频信息结合图像处理技术和计算机视觉技术等实现的综合交通处理系统，从而实现对车辆的及时监控与报警提示。随着计算机技术和视觉理论的发展，基于视频监控的对于违章车辆进行识别的研究越来越多，本文研究的基于视觉的智能违停算法设计正是基于先进的智能交通系统，通过移动式的飞行器或者固定的摄像机所捕捉的视频，将现场的停车位的信息和可能违停车辆的信息记录下来，然后把这些记录的信息保存在计算机中，通过基于计算机的图像处理技术，对图像进行分割提取，从而获得有用的信息，这样可以进行图像预处理，之后将处理后的结果通过违停算法设计，对车辆是否存在违停行为进行判别。

• 1. 研究意义

随着我国汽车保有量的逐年攀升，道路上的汽车越来越多，不仅造成了道路拥堵，也造成了违停乱停的现象经常发生。这样不仅不利于城市道路的顺畅，而且容易产生严重的交通问题。为了解决违停乱停的问题，本文提出的基于视觉的违停检测系统通过移动或固定摄像头捕捉违停车辆信息，通过算法检测车辆是否违停，可以对一定范围内停车区域的有效监控，这样就可以及时识别道路上的违停车辆，并对车辆进行报警提示，有效减少了汽车违停乱停的现象，保持了道路的畅通，方便了人们的出行。从整体上提高了整个城市的出行效率，使得城市变得更加整洁美丽。同时对于计算机视觉和图像处理技术的角度来说，违停系统的研究也是基于这两个技术的不断发展，综合利用这个技术进行算法的设计也是将理论运用于实践的重要体现，在不久的将来，这两门技术将会在其他更为广泛的领域发挥更大的作用。

1.3 视频监控技术的概述

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