【摘要】：近年來,中國的交通運輸業(yè)發(fā)展迅速,全國公路建設里程不斷增加。交通運輸業(yè)的飛速發(fā)展不僅帶來了經(jīng)濟的增長,也帶來了諸如道路交通事故頻發(fā)、城市交通擁堵等問題。其中,高速公路出入口的快速收費問題也是其中之一。ETC技術能夠解決小型汽車收費緩慢的問題。但對貨車而言,一些車主為增加收益而對貨車進行各種非法改裝,產(chǎn)生了嚴重的超限問題,導致其外形具有較大的可變性,不能通過ETC技術實現(xiàn)快速收費,只能依靠人工測量貨車是否超限,效率極低,易出現(xiàn)高速公路出入口的擁堵。為了進一步提升高速公路的運輸能力,減少貨車超限引發(fā)的道路安全隱患,使ETC技術用于貨車收費,研究了一種基于圖像處理的ETC貨車外形參數(shù)檢測系統(tǒng),利用圖像處理的技術,實現(xiàn)了貨車不停車情況下對其進行外形參數(shù)的快速測量,主要研究工作如下:(1)相機的標定。通過四個坐標系的轉(zhuǎn)換得到世界坐標點和像素坐標點在相機成像模型下的關系,采用張正友標定法獲取了相機的內(nèi)外參數(shù),對比不同數(shù)量、位置標定圖得到的相機參數(shù),確定了最優(yōu)參數(shù)時標定圖的數(shù)量、位置分布等。(2)圖像處理算法研究。通過采集貨車駛?cè)霗z測區(qū)域前的背景圖和進入檢測區(qū)域后的前景圖,將背景圖像和前景圖像運用背景差分法,去除背景,提取目標車輛。對比不同邊緣檢測算子的檢測效果,選擇了Canny邊緣檢測算子提取貨車外部輪廓,對車身邊緣輪廓繪制圖像的外部矩形邊界,通過Harris角點檢測提取外部矩形的角點,確定貨車邊緣像素點,進而計算出圖像中被測貨車的寬度和長度的相關尺寸。(3)確立檢測系統(tǒng)的測量方案。根據(jù)對相機視角、放置高度、貨車最大外形等數(shù)據(jù)的計算,確定了檢測系統(tǒng)采用多臺單目相機進行圖像獲取的方案;通過設置多個光電開關同時觸發(fā)多臺相機,實現(xiàn)了貨車車頭、車尾圖像的獲取;通過圖像處理算法計算出貨車寬度、以及車頭車尾長度,并結合相機的固定間隔最終計算出貨車長度;采用激光測距傳感器測量車輛外形的高度。(4)實驗驗證。依據(jù)系統(tǒng)的測量方案,選取適合的硬件設備對整個檢測系統(tǒng)進行模擬實驗,首先測量出不同高度下相機標定的參數(shù),再通過相機的參數(shù)值和系統(tǒng)軟件算法測量出多組不同尺寸的不同類型模型貨車長度和寬度,并分析了產(chǎn)生測量誤差的原因。
【圖文】：

圖 1.1 車輛寬和高測量示意圖計算機視覺測量是利用計算機模擬人眼的視覺功能，從圖像或圖像序列取信息，對客觀世界的三維景物和物體進行形態(tài)和運動識別[10]。隨著信息技迅猛發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的廣泛普遍，數(shù)字圖像處理技術愈加成熟。“視覺檢測”機器視覺的一個應用概念，其內(nèi)容不僅在于視覺感知、知識和模式識別等，重于空間幾何尺寸的精確檢測和定位[11]。基于計算機視覺方法的檢測系統(tǒng)，，利用 CCD 攝像機作為圖像傳感器，綜合運用圖像處理、精密測量等技術進接觸二維或者三維坐標測量的檢測系統(tǒng)[12]。它以光學為基礎，融合電子技術算機技術、圖像處理技術為一體，具有檢測精度高、響應速度快、智能化水以及便于集成等優(yōu)點[13]。上世紀 60 年代，美、加、日等國相繼開展視覺測量的相關研究工作，而相關技術的研究工作比國外晚了 30 年。國內(nèi)使用計算機視覺方法的研究主要在機械零件的幾何尺寸、機械產(chǎn)品外形尺寸（高度、直徑等）等測量直徑或

圖 1.2 結構光法測量汽車長寬示意圖覺測量系統(tǒng)覺測量方法首先通過兩個攝像機對同一場景拍攝獲取物體圖像像素之間的視差和投影變換矩陣，計算兩幅圖像里同的坐標值。雙目視覺技術一般由五個步驟實現(xiàn)，分別是兩的同一目標的圖像、兩個相機各自的內(nèi)外參數(shù)以及之間的圖像里的目標物的同一特征、兩張圖像之間相同特征的匹尺寸還原其三維空間的形態(tài)。雙目視覺測量具有精度高、等優(yōu)點，但在提取兩張圖像中目標物的同一特征的準確度征的匹配的精度等方面，限制了雙目視覺測量的進一步發(fā)覺測量再國內(nèi)外的應用有： Metronor[20]公司推出的 DV 等人提出了一種主動式立體聲采集系統(tǒng)，系統(tǒng)利用兩個紅筆，通過細分曲面重建三維幾何模型[21]。Xiao Chun Yin 等
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.41;U467

【參考文獻】

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本文編號：2597657