本文關(guān)鍵詞：基于毫米波雷達(dá)和機(jī)器視覺的夜間前方車輛檢測研究

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【摘要】：近年來,道路交通事故頻發(fā),造成重要的經(jīng)濟(jì)和社會問題,引起全社會的廣泛關(guān)注,各類汽車主動(dòng)安全技術(shù)及其他智能車輛相關(guān)技術(shù)和系統(tǒng)也已成為了各國企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)研究的熱點(diǎn)。在各類車輛相關(guān)交通事故中,車輛前后追尾事故占有相當(dāng)大的比例,車輛智能防撞預(yù)警技術(shù)可有效避免或減少此類事故的發(fā)生,前方車輛檢測研究是實(shí)現(xiàn)此類車輛智能防撞預(yù)警系統(tǒng)的前提內(nèi)容。由于白天光照條件好,車輛的特征信息比較多,現(xiàn)在用于白天前方車輛檢測的識別方法能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地識別,但夜間僅有燈光條件、可見度不高,車輛駕駛員可見范圍縮小很多,這些原因很容易導(dǎo)致車在行進(jìn)時(shí)出現(xiàn)事故和危險(xiǎn),且目前夜間前方車輛探測系統(tǒng)仍存在識別準(zhǔn)確性和可靠性較差等問題。因此進(jìn)一步研究以期實(shí)現(xiàn)對夜晚?xiàng)l件下的對前方車輛的準(zhǔn)確可靠檢測具有很好現(xiàn)實(shí)意義。目前,檢測夜間前方車輛的研究主要是通過單個(gè)攝像機(jī)傳感器,獲取本車前方的環(huán)境感知信息,基于圖像信息提取尾燈特征進(jìn)行前方車輛識別,但其得不到深度信息且計(jì)算量較大,因此提出一種基于毫米波雷達(dá)和機(jī)器視覺的夜間前方車輛檢測方法,通過綜合兩個(gè)傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行前方車輛的檢測。利用雷達(dá)傳感器獲取世界坐標(biāo)系下前方車輛形心點(diǎn)的世界坐標(biāo),建立世界坐標(biāo)系與圖像像素坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,將目標(biāo)形心點(diǎn)的世界坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像坐標(biāo),并在攝像機(jī)采集到的圖像上形成感興趣區(qū)域(Region of Interest,ROI),然后利用數(shù)字圖像處理方法排除外界環(huán)境干擾點(diǎn),采用D-S證據(jù)理論對表征尾燈的信息進(jìn)行融合,檢驗(yàn)感興趣區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的有效性。主要研究內(nèi)容如下:(1)利用雷達(dá)傳感器初步獲取有效目標(biāo)。首先排除空目標(biāo)信號、無效目標(biāo)信號、靜止目標(biāo)信號這三種信號的干擾,保留距離閾值和相對速度閾值內(nèi)的信號,繼而根據(jù)縱向?qū)挾乳撝荡_定目標(biāo)與自車是否在一個(gè)車道內(nèi),最后對篩選出的前方目標(biāo)按照距離近遠(yuǎn)重新排序,初步確定與自車在一個(gè)車道內(nèi)且距自車最近的目標(biāo)為有效目標(biāo)。(2)雷達(dá)數(shù)據(jù)和攝像機(jī)采集到的圖像的融合。首先利用雷達(dá)獲取候選目標(biāo)的距離、角度、速度等信息,進(jìn)而得到候選目標(biāo)的世界坐標(biāo),然后逆用攝像機(jī)標(biāo)定原理得到世界坐標(biāo)與圖像像素坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系,初步確定候選目標(biāo)在圖像上的區(qū)域,即感興趣區(qū)域ROI,最后通過基于D-S證據(jù)理論融合特征信息的車輛尾燈檢測方法檢驗(yàn)感興趣區(qū)域內(nèi)是否存在車輛特征。(3)基于D-S證據(jù)理論融合特征信息的車輛尾燈檢測。從采集到的圖像上獲得表示尾燈的信息,利用D-S證據(jù)理論將表示尾燈的信息結(jié)合起來,得到一個(gè)總體閾值進(jìn)行車輛檢測。首先,采用改良過的OTSU閾值分割法對采集到的圖像進(jìn)行圖像分割,然后對分割后的圖像依據(jù)圖像形態(tài)學(xué)和先驗(yàn)知識進(jìn)行處理,最后標(biāo)記處理后圖像上的連通區(qū)域,提取尾燈特征信息,運(yùn)用D-S證據(jù)理論融合信息實(shí)現(xiàn)車輛檢測。以VC++6.0軟件為開發(fā)平臺,開發(fā)實(shí)現(xiàn)了夜間前方車輛檢測軟件系統(tǒng)以及相關(guān)算法。試驗(yàn)結(jié)果表明,研究使用的毫米波雷達(dá)和機(jī)器視覺融合的方法可以有效地實(shí)現(xiàn)對夜間前方車輛的檢測和準(zhǔn)確定位,具有較好的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.6

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本文編號：1239011