基于機器視覺感知平臺的前方車輛檢測和測距系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著電子技術(shù)、控制技術(shù)及傳感器技術(shù)的發(fā)展，主動安全技術(shù)逐漸成為汽車行業(yè)發(fā)展的一個重要研究方向。該類技術(shù)能夠預(yù)防交通事故的發(fā)生，統(tǒng)稱為汽車先進駕駛輔助系統(tǒng)(Advanced DriverAssistance Systems,ADAS)。傳感器是先進駕駛輔助系統(tǒng)的基礎(chǔ)，主要包括攝像頭、雷達、轉(zhuǎn)角傳感器和車速傳感器等，可以用于獲取車輛內(nèi)部及外部信息。視覺傳感器與其他傳感器相比，由于能夠獲取更加豐富的道路環(huán)境信息，使得視覺傳感器在先進駕駛輔助系

2、統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文以六個攝像頭作為視覺傳感器搭建了機器視覺感知平臺，并在該感知平臺上開展了前方車輛檢測和測距功能開發(fā)。主要完成的工作有：
　?。?）搭建機器視覺感知平臺。為實現(xiàn)駕駛環(huán)境的視覺擴展和機器視覺識別兩方面的駕駛輔助功能，本文搭建了機器視覺感知平臺。該感知平臺主要由六個攝像頭構(gòu)成，分別用來采集車輛前方、側(cè)方和后方的道路環(huán)境信息。本文使用基于模型計算和CATIA視野仿真的攝像頭參數(shù)匹配方法搭建感知平臺。首先通過

3、模型計算得到前視攝像頭的最小焦距參數(shù)，確保系統(tǒng)的最遠(yuǎn)前方車輛識別距離大于在極限工況下的安全距離。然后通過在CATIA軟件上進行視野仿真得到后視攝像頭和側(cè)視攝像頭的視角及布置參數(shù)，使得后視攝像頭視野覆蓋國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的后視鏡視野范圍，且后視和側(cè)視攝像頭視野與駕駛員前方視野構(gòu)成的視野范圍不存在視覺盲區(qū)。
　?。?）開發(fā)前方車輛檢測功能。本文使用Haar-like+Adaboost的機器學(xué)習(xí)方法識別前方車輛，并使用基于Kalman濾波的跟

4、蹤方法跟蹤前方車輛。軟件實現(xiàn)過程為：首先在命令行程序中調(diào)用OpenCV開源視覺庫自帶的opencv_traincascade.exe訓(xùn)練出分類器。然后在VS2010開發(fā)平臺上調(diào)用OpenCV開源視覺庫并使用C++語言編程實現(xiàn)前方車輛檢測功能。
　?。?）開發(fā)前方車輛測距功能。本文使用基于幾何模型的單目測距方法測算前方車距。首先使用基于OpenCV的攝像頭標(biāo)定方法獲取攝像頭內(nèi)參數(shù)，然后結(jié)合由幾何模型推導(dǎo)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系式將像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

5、成道路平面坐標(biāo)，最后將道路平面坐標(biāo)代入距離計算公式得出車距，整個測距功能開發(fā)是在VS2010平臺中通過C++語言編程實現(xiàn)的。
　?。?）校核后視及側(cè)視攝像頭視野。本文通過在實車上校核后視及側(cè)視攝像頭的視野，驗證本文提出的攝像頭參數(shù)匹配方法的可行性。校核結(jié)果表明，系統(tǒng)的影像后視系統(tǒng)能夠取代后視鏡后視系統(tǒng)；系統(tǒng)提供的視野結(jié)合駕駛員前方視野不存在盲區(qū)。
　?。?）進行實車實驗。本文通過在城市和城郊道路上進行前方車輛檢測和測距實驗，