news 2026/2/16 6:23:58

YOLO-v8.3停车场管理：车位占用识别系统部署案例

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
YOLO-v8.3停车场管理：车位占用识别系统部署案例

YOLO-v8.3停车场管理：车位占用识别系统部署案例

1. 引言

随着智慧城市建设的不断推进，智能停车管理系统成为提升城市交通效率的重要组成部分。传统的人工或基于地磁传感器的车位检测方式存在成本高、维护难、准确率低等问题。近年来，基于深度学习的目标检测技术为解决这一问题提供了高效且低成本的方案。

YOLO（You Only Look Once）是一种流行的物体检测和图像分割模型，由华盛顿大学的Joseph Redmon 和Ali Farhadi 开发。YOLO 于2015 年推出，因其高速和高精度而广受欢迎。其核心思想是将目标检测任务视为一个回归问题，直接在单次前向传播中预测边界框和类别概率，从而实现极高的推理速度，适用于实时应用场景。

YOLO-v8.3作为Ultralytics公司发布的最新优化版本之一，在保持轻量化的同时进一步提升了小目标检测能力和定位精度，非常适合用于复杂环境下的车位占用状态识别。本文将以实际项目为例，介绍如何基于YOLO-v8.3构建并部署一套完整的停车场车位占用识别系统。

2. 技术选型与环境准备

2.1 YOLO-v8 镜像简介

本文采用官方提供的YOLO-v8 深度学习镜像进行开发与部署。该镜像基于 Docker 构建，预装了以下关键组件：

  • PyTorch 1.13+：主流深度学习框架，支持GPU加速
  • Ultralytics YOLOv8 库：包含训练、验证、推理全流程工具
  • OpenCV、NumPy、Jupyter Notebook：常用计算机视觉与数据处理库
  • CUDA 驱动支持：可在NVIDIA GPU上高效运行

此镜像极大简化了环境配置流程，开发者可快速进入模型开发阶段。

2.2 系统架构设计

本系统的整体架构分为三个模块：

  1. 视频采集层：通过IP摄像头或本地视频文件获取停车场实时画面。
  2. 模型推理层：使用YOLO-v8.3对每一帧图像进行车辆检测。
  3. 业务逻辑层：根据检测结果判断每个车位是否被占用，并输出可视化界面及统计数据。
[摄像头] → [视频流] → [YOLO-v8.3 推理] → [车位匹配算法] → [状态展示]

3. 实现步骤详解

3.1 环境启动与Jupyter使用

首先拉取并运行YOLO-v8镜像：

docker run -it --gpus all \ -p 8888:8888 \ -p 2222:22 \ -v $(pwd)/workspace:/root/workspace \ ultralytics/yolov8:latest

容器启动后可通过以下两种方式访问开发环境：

Jupyter Notebook 使用方式

访问http://<服务器IP>:8888，输入Token即可进入Jupyter界面。推荐使用.ipynb文件进行交互式开发调试。

SSH 登录方式

使用SSH客户端连接容器内部终端：

ssh root@<服务器IP> -p 2222

默认密码为ultralytics

3.2 模型加载与基础推理

首先进入项目目录：

cd /root/ultralytics

执行如下Python代码完成模型初始化与推理测试：

from ultralytics import YOLO import cv2 # 加载COCO预训练的YOLOv8n模型 model = YOLO("yolov8n.pt") # 可选：打印模型结构信息 model.info() # 执行推理（示例图片） results = model("bus.jpg") # 显示带标注的结果图 for r in results: im_array = r.plot() # 绘制检测框 im = cv2.cvtColor(im_array, cv2.COLOR_BGR2RGB) # 转换颜色空间 cv2.imshow("result", im) cv2.waitKey(0)

上述代码展示了最基础的推理流程，可用于验证环境是否正常工作。

3.3 自定义数据集训练车位检测模型

虽然YOLOv8n在通用场景下表现良好，但为了提高对停车位中小尺寸车辆的识别准确率，建议进行微调训练。

数据准备
  1. 收集停车场俯视角度图像（建议分辨率 ≥ 1920×1080）
  2. 使用LabelImg等工具标注车辆位置，生成VOC或YOLO格式标签
  3. 划分训练集、验证集（比例8:2）

目录结构示例如下：

parking_dataset/ ├── images/ │ ├── train/ │ └── val/ ├── labels/ │ ├── train/ │ └── val/ └── data.yaml

data.yaml内容示例：

train: ./parking_dataset/images/train val: ./parking_dataset/images/val nc: 1 names: ['car']
模型训练命令
# 加载基础模型 model = YOLO("yolov8s.pt") # 更大模型以提升精度 # 开始训练 results = model.train( data="parking_dataset/data.yaml", epochs=100, imgsz=640, batch=16, name="yolov8_parking" )

训练完成后，最佳权重将保存在runs/detect/yolov8_parking/weights/best.pt。

3.4 车位匹配逻辑设计

仅检测到车辆还不够，还需判断其是否停放在指定车位内。为此需引入“车位区域定义”机制。

方法一：静态ROI（感兴趣区域）匹配

预先设定每个车位的多边形区域（Polygon），然后判断检测框中心点是否落入其中。

import cv2 import numpy as np # 定义车位区域（示例：四个顶点构成的矩形） parking_slot = np.array([[500, 300], [600, 300], [600, 400], [500, 400]]) def is_in_parking_slot(center, polygon): return cv2.pointPolygonTest(polygon, center, False) >= 0 # 在推理结果中应用 for result in results: boxes = result.boxes.xyxy.cpu().numpy() for box in boxes: x1, y1, x2, y2 = box[:4] center = ((x1 + x2) / 2, (y1 + y2) / 2) if is_in_parking_slot(center, parking_slot): print("车辆已停入车位")
方法二：动态车位映射（高级）

对于不规则布局或多个车位场景，可结合OpenCV进行透视变换（Bird's Eye View）后统一坐标系管理，提升匹配准确性。

3.5 视频流实时检测实现

以下是完整的视频流处理脚本示例：

import cv2 from ultralytics import YOLO # 加载训练好的模型 model = YOLO("runs/detect/yolov8_parking/weights/best.pt") # 打开视频源（可以是摄像头或视频文件） cap = cv2.VideoCapture("parking_video.mp4") # 或 0 表示摄像头 while cap.isOpened(): ret, frame = cap.read() if not ret: break # 模型推理 results = model(frame, conf=0.5) # 设置置信度阈值 # 绘制结果 annotated_frame = results[0].plot() # 显示画面 cv2.imshow("Parking Detection", annotated_frame) if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'): break cap.release() cv2.destroyAllWindows()

该脚本可实现实时车辆检测，并在画面上标注出所有检测到的车辆及其类别。

4. 性能优化与部署建议

4.1 推理性能优化

优化手段效果说明
使用TensorRT加速提升GPU推理速度30%-50%
模型量化（FP16/INT8）减少显存占用，加快推理
图像降采样（如1080p→720p）降低计算量，适合边缘设备

可通过以下方式启用半精度推理：

model = YOLO("best.pt") results = model("image.jpg", half=True) # 启用FP16

4.2 边缘设备部署建议

若需在Jetson Nano、RK3588等边缘设备部署，建议：

  • 使用yolov8n或yolov8s小型模型
  • 导出为ONNX或TensorRT格式
  • 结合DeepStream或ByteTrack实现多目标跟踪

导出ONNX命令：

model.export(format="onnx", dynamic=True, simplify=True)

5. 总结

5. 总结

本文围绕YOLO-v8.3在智能停车系统中的应用，详细介绍了从环境搭建、模型训练到实际部署的完整流程。主要成果包括：

  • 基于官方YOLO-v8镜像快速构建开发环境
  • 实现针对停车场场景的定制化模型训练
  • 设计有效的车位匹配算法，准确判断占用状态
  • 完成视频流实时检测系统的原型开发
  • 提出多项性能优化与边缘部署建议

相比传统方法，基于YOLO-v8.3的视觉方案具有部署灵活、成本低、可扩展性强等优势，特别适合中小型停车场的智能化改造。未来可结合车牌识别、进出记录统计等功能，进一步打造一体化智慧停车平台。

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