Qual a melhor lógica para fazer um sistema de identificação de padrões

Fala pessoal,

Estou querendo desenvolver um sistema que identifica VAGAS livres em uma foto tirada na rua ou em um estacionamento.

O sistema precisa ser capaz de identificar em uma foto, se determinado local está ocupado por um veículo ou não.

Algo como isso daqui:

Porém o vídeo mostra um sistema em real time com vídeo, o que eu estou desenvolvendo é identificado apenas em uma foto estática que é atualizada de tempos em tempos.

Estou meio em dúvida sobre que abordagem utilizar para saber se determinado pedaço da imagem está ocupado por um veículo ou não.

Identificar cores de pixels da tela não adianta, pois a imagem varia de acordo com o sol, chuva, noite, dia,

Alguém tem alguma sugestão da abordagem a se fazer para criar um sistema desse?

Algo como identificar um padrão que muda quando tem um veículo sobre determinado área da imagem.

Acredito que na biblioteca GD deva ter algo relacionado, to dando uma pesquisada nela.

Desde já, grato,