【摘要】：近年來,中國的交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅速,全國公路建設(shè)里程不斷增加。交通運(yùn)輸業(yè)的飛速發(fā)展不僅帶來了經(jīng)濟(jì)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(fèi)問題也是其中之一。ETC技術(shù)能夠解決小型汽車收費(fèi)緩慢的問題。但對(duì)貨車而言,一些車主為增加收益而對(duì)貨車進(jìn)行各種非法改裝,產(chǎn)生了嚴(yán)重的超限問題,導(dǎo)致其外形具有較大的可變性,不能通過ETC技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速收費(fèi),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(jìn)一步提升高速公路的運(yùn)輸能力,減少貨車超限引發(fā)的道路安全隱患,使ETC技術(shù)用于貨車收費(fèi),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(shù),實(shí)現(xiàn)了貨車不停車情況下對(duì)其進(jìn)行外形參數(shù)的快速測量,主要研究工作如下:(1)相機(jī)的標(biāo)定。通過四個(gè)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換得到世界坐標(biāo)點(diǎn)和像素坐標(biāo)點(diǎn)在相機(jī)成像模型下的關(guān)系,采用張正友標(biāo)定法獲取了相機(jī)的內(nèi)外參數(shù),對(duì)比不同數(shù)量、位置標(biāo)定圖得到的相機(jī)參數(shù),確定了最優(yōu)參數(shù)時(shí)標(biāo)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(jìn)入檢測區(qū)域后的前景圖,將背景圖像和前景圖像運(yùn)用背景差分法,去除背景,提取目標(biāo)車輛。對(duì)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(duì)車身邊緣輪廓繪制圖像的外部矩形邊界,通過Harris角點(diǎn)檢測提取外部矩形的角點(diǎn),確定貨車邊緣像素點(diǎn),進(jìn)而計(jì)算出圖像中被測貨車的寬度和長度的相關(guān)尺寸。(3)確立檢測系統(tǒng)的測量方案。根據(jù)對(duì)相機(jī)視角、放置高度、貨車最大外形等數(shù)據(jù)的計(jì)算,確定了檢測系統(tǒng)采用多臺(tái)單目相機(jī)進(jìn)行圖像獲取的方案;通過設(shè)置多個(gè)光電開關(guān)同時(shí)觸發(fā)多臺(tái)相機(jī),實(shí)現(xiàn)了貨車車頭、車尾圖像的獲取;通過圖像處理算法計(jì)算出貨車寬度、以及車頭車尾長度,并結(jié)合相機(jī)的固定間隔最終計(jì)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。依據(jù)系統(tǒng)的測量方案,選取適合的硬件設(shè)備對(duì)整個(gè)檢測系統(tǒng)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),首先測量出不同高度下相機(jī)標(biāo)定的參數(shù),再通過相機(jī)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(jì)算機(jī)視覺測量是利用計(jì)算機(jī)模擬人眼的視覺功能，從圖像或圖像序列取信息，對(duì)客觀世界的三維景物和物體進(jìn)行形態(tài)和運(yùn)動(dòng)識(shí)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(shù)愈加成熟�！耙曈X檢測”機(jī)器視覺的一個(gè)應(yīng)用概念，其內(nèi)容不僅在于視覺感知、知識(shí)和模式識(shí)別等，重于空間幾何尺寸的精確檢測和定位[11]�；谟�(jì)算機(jī)視覺方法的檢測系統(tǒng)，，利用 CCD 攝像機(jī)作為圖像傳感器，綜合運(yùn)用圖像處理、精密測量等技術(shù)進(jìn)接觸二維或者三維坐標(biāo)測量的檢測系統(tǒng)[12]。它以光學(xué)為基礎(chǔ)，融合電子技術(shù)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)為一體，具有檢測精度高、響應(yīng)速度快、智能化水以及便于集成等優(yōu)點(diǎn)[13]。上世紀(jì) 60 年代，美、加、日等國相繼開展視覺測量的相關(guān)研究工作，而相關(guān)技術(shù)的研究工作比國外晚了 30 年。國內(nèi)使用計(jì)算機(jī)視覺方法的研究主要在機(jī)械零件的幾何尺寸、機(jī)械產(chǎn)品外形尺寸（高度、直徑等）等測量直徑或

圖 1.2 結(jié)構(gòu)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(gè)攝像機(jī)對(duì)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(jì)算兩幅圖像里同的坐標(biāo)值。雙目視覺技術(shù)一般由五個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)，分別是兩的同一目標(biāo)的圖像、兩個(gè)相機(jī)各自的內(nèi)外參數(shù)以及之間的圖像里的目標(biāo)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(diǎn)，但在提取兩張圖像中目標(biāo)物的同一特征的準(zhǔn)確度征的匹配的精度等方面，限制了雙目視覺測量的進(jìn)一步發(fā)覺測量再國內(nèi)外的應(yīng)用有： Metronor[20]公司推出的 DV 等人提出了一種主動(dòng)式立體聲采集系統(tǒng)，系統(tǒng)利用兩個(gè)紅筆，通過細(xì)分曲面重建三維幾何模型[21]。Xiao Chun Yin 等
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP391.41;U467

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2597657