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申请/专利权人：中电建物业管理有限公司

摘要：本发明公开了一种基于多目标智能识别的停车场管理方法及系统，涉及计算机视觉技术领域，包括使用无人机航拍获取停车场图像，并结合图像识别算法构建停车场三维环境模型；使用基于的多目标检测算法实时检测车辆，并根据检测的车辆信息匹配车主信息；结合算法持续跟踪目标车辆，并计算最短路径对应的空余车位，进行最优车位分配；利用三维环境模型规划最优车位路径并进行导航指引，同时对车辆行为进行分析判断；当系统检测到车辆已安全停入指定车位后，根据停放时间和区域自动生成费用明细并进行结算。本发明能够实现对每个车辆运动过程的实时监控分析，智能规划车辆的最佳路径并导航到空余车位，相较于传统停车场管理方法，更加智能化。

主权项：1.一种基于多目标智能识别的停车场管理方法，其特征在于：包括，使用无人机航拍获取停车场图像，并结合图像识别算法构建停车场三维环境模型；使用基于的多目标检测算法实时检测车辆，并根据检测的车辆信息匹配车主信息；结合算法持续跟踪目标车辆，并计算最短路径对应的空余车位，进行最优车位分配；利用三维环境模型规划最优车位路径并进行导航指引，同时对车辆行为进行分析判断；当系统检测到车辆已安全停入指定车位后，根据停放时间和区域自动生成费用明细并进行结算；所述构建停车场三维环境模型包括，使用三维重建算法，计算特征点在相邻图像之间的映射关系以恢复相机拍摄位置，并生成稀疏点云；运用多视角算法生成高密度的三维点云，并利用地面控制点和传感器数据对不规则三维点云进行几何校正，使其符合实际停车场尺寸；使用语义分割网络提取点云中的停车位区域，并校正边界以生成标准化的停车位三维边界；结合校正后的三维点云和提取的标准停车位，构建精确的停车场三维环境数字模型；所述三维重建算法包括以下公式： ;其中，和分别表示参考点云和待配准点云的第i个点，和分别表示旋转矩阵和平移向量，表示权重系数，表示全部点对的配准误差，表示参考点云和待配准点云中相互匹配的点对的数量；所述构建停车场三维环境模型还包括，若特征点匹配数量较少、映射关系不可靠或稀疏点云的质量不符合预期，则重新计算特征点匹配或调整三维重建算法的参数；若多视角算法生成的点云密度不足或质量不佳，则调整算法参数或增加图像视角以提高点云质量；若地面控制点匹配误差较大，则重新处理地面控制点数据或调整校正算法的参数；若传感器数据不准确或噪音较大，则重新校准传感器或对数据进行滤波处理；若语义分割网络提取的停车位区域误差较大，则重新进行语义分割或优化网络模型以提高准确度；若校正后的停车位边界与实际停车位不符，则重新校正或调整校正算法的参数；所述进行最优车位分配包括以下步骤：对多目标跟踪队列中的车辆，采用模型提取每个车辆的唯一视觉特征签名；当同一车辆在连续多帧图像中被检测到，则初始化一个跟踪器，并记录此车辆的特征签名；在后续帧中，将新检测到的车辆与存在的跟踪器进行特征匹配，若特征签名匹配成功，则更新跟踪器的状态；当连续多帧未成功匹配特征时，保留跟踪器一定时间后删除，避免积累误匹配；采用卡尔曼滤波算法对跟踪框进行平滑处理，并输出连续稳定的车辆轨迹，且当车辆驶出场景时终止对应的跟踪器；根据三维环境模型计算当前场景中存在的空余车位信息，并为每个跟踪的车辆规划最短路径到邻近空余车位；考虑车主信息和车位属性，进行车位智能分配和动态调整；所述将新检测到的车辆与存在的跟踪器进行特征匹配包括以下步骤：对于每一帧中新检测到的车辆目标，使用模型提取车辆的特征向量；将新检测到的车辆的特征向量与已有跟踪器的特征签名进行匹配；若对应特征签名的余弦相似度超过预设阈值，则认为是同一辆车，特征匹配成功；若特征匹配成功，则更新对应跟踪器的状态信息包括位置、速度和外观；若新检测到的车辆目标无法与任何现有跟踪器的特征签名匹配成功，则根据需要创建新的跟踪器，并初始化新跟踪器的状态信息；对于长时间没有匹配到特征的跟踪器，根据设定的最大跟踪帧数确定是否保留此跟踪器，或进行终止并释放相关资源；所述为每个跟踪的车辆规划最短路径到邻近空余车位包括以下步骤：加载预构建的停车场三维环境模型，模型中包含各个车位的坐标范围信息；检索实时跟踪系统中各车辆的当前位置坐标，并将已占用的车位标记在环境模型中；计算环境模型中未被标记的区域作为空余车位，并根据车位间距要求调整并划分空余车位的具体边界；为每个跟踪的车辆，取车主当前位置坐标作为路径规划的起点；在环境模型的导航网络中，将空余车位的中心点作为规划的终点；使用A*算法计算起点到各终点的最短路径，并返回到达最近空位的最短路径作为规划路径；迭代执行步骤，动态更新空余车位和规划路径；所述对车辆行为进行分析判断包括，若检测到车辆前进方向与期望行驶方向相反，则判定为逆向行驶，此时通过声音警报提醒驾驶员，避免隐患产生；若检测到车辆的速度变化超过停车场限定速度，则判定为超速行驶，此时通过警示信息或声音警报提醒驾驶员减速，同时借助摄像头监控并记录超速车辆信息；若检测到车辆在导航路径之外的区域停留，则判定为非法停车，此时向驾驶员发送警告信息，并通过摄像头对车辆进行监控，及时发现和处理违规停车行为；若检测到车辆在车位内的朝向与位置为规定不符，则判定为停车姿态错误，此时向驾驶员或管理人员发送警告信息，以调整车辆姿态；若车辆安全停入指定车位，则判定为安全停车状态；重复检测，直到进入安全停车状态。

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