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研究生:呂承翰
論文名稱:應用數位影像處理之自動停車系統
論文名稱(外文):Application of Digital Image Processing on Automatic Parking System
指導教授:劉倫偉
指導教授(外文):Luen-Wei Liou
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:機械與機電工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:86
中文關鍵詞:自動停車影像投影轉換霍夫轉換
外文關鍵詞:automatic parkingProjection TransformHoughalgorithm
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本研究利用由車體視角拍得之停車格影像資料,經色彩分割將格線二值化,再投影轉換轉為正視角度,並經細線化等影像處理簡化圖形,最後使用霍夫直線檢測法(Hough Transform),計算直線方程式,以取得停車格座標與攝影機的相對位置。
並藉由自行組裝之自走車,參考影像處理所得的空間資訊,與考量車輛移動限制,設定停車路徑後,先修正車體角度、橫向、縱向之偏差後,導引自走車進入停車軌跡,以完成自動停車的任務。
In this study, an autonomous parking system is proposed. Image of the parking space was taken from the webcam mounted on the vehicle. The image of white lines defining the parking space is separated from the background by color segmentation. Next, the image taken from an oblique view is transformed to a top-down view through perspective transformation. This image is then further processed to reduce the noise and to thinning the lines. Finally, Hough line detection algorithm is applied to identify the lines. The intersections of these lines are then evaluated to obtain the coordinates.
Once the coordinates of the corners of the parking space are identified, the spatial information is used to define a suitable parking path for the vehicle. The setting of the path will depend on the relative position of the vehicle to the parking space, the turning radius of the vehicle, and the vacancies of the adjacent spaces. The strategy of generating the parking path is to first place the vehicle at a predefined starting point and then to move the vehicle along a preset path into parking space.
The accuracy of parking space position identification through the image processing was demonstrated by experiments. Also, the feasibility of the proposed system was demonstrated by experiments using an autonomous vehicle.
目錄

摘要 I
ABSTRACT II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VIII
表目錄 XII

第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 文獻回顧 2
1.4 研究內容與方法 3
1.5 論文架構 4
第二章 數位影像處理背景理論 5
2.1 數位影像處理 6
2.2 色彩分割 7
2.2.1 RGB色彩模型 7
2.2.2 HSI色彩模型 9
2.3 影像投影系統 11
2.3.1 透視投影轉換 11
2.3.2 二維投影轉換 13
2.3.3 投影平面間的轉換 15
2.4 膨脹與侵蝕 19
2.5 細線化 21
2.6 霍夫直線檢測法 24
第三章 自走車系統架構 27
3.1 自走車系統簡介 27
3.1.1 自走車系統配置 28
3.2 影像處理系統 30
3.3 自走車硬體配置 31
3.3.1 自走車車體結構 31
3.3.2 自走車的動力驅動 34
3.3.2.1 直流馬達 35
3.3.2.2 馬達驅動板 35
3.3.2.3 電源供應系統 37
3.3.3 自走車微處理器系統 38
3.4 控制介面設計與通訊方式 41
第四章 應用影像視覺於辨識停車格之實驗 42
4.1 影像擷取 43
4.2 停車格偵測與辨識 44
4.2.1 色彩分割 45
4.2.2 透視投影轉換 45
4.2.3 修飾圖形 46
4.2.4 霍夫轉換 46
4.3 不同角度與距離下之實驗 48
4.4 實驗結果 54
第五章 自走車之自動停車實驗 56
5.1 停車路徑設計 56
5.1.1 倒車入庫 59
5.1.2 路邊停車 61
5.2 實驗設備與方法 63
5.3 倒車入庫模式 64
5.4 路邊停車模式 66
5.5 結果分析 68
第六章 結論與未來發展 69
6.1 結論 69
6.2 未來發展 70
參考文獻 71
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