發(fā)布時(shí)間：2020-05-28 09:20

【摘要】：可靠的障礙物識(shí)別與定位技術(shù)可以輔助駕駛員提前了解前方路況信息,當(dāng)駕駛員行駛在可見度較低的路況時(shí),由于不能及時(shí)進(jìn)行規(guī)避,極有可能導(dǎo)致交通事故。近年來,利用機(jī)器視覺對(duì)障礙物進(jìn)行檢測(cè)已成為一個(gè)熱點(diǎn),雙目立體視覺技術(shù)由于其自身不可替代地優(yōu)勢(shì)已被大多數(shù)學(xué)者作為智能駕駛研究的重要輔助手段,例如使用其進(jìn)行車輛前方障礙物檢測(cè)。本文首先分析了國內(nèi)外障礙物檢測(cè)技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,選擇了雙目視覺技術(shù)進(jìn)行障礙物檢測(cè);提出了一種基于多尺度代價(jià)模型框架(Cross-Scale Cost Aggregation,CSCA)的改進(jìn)立體匹配算法,然后使用ASW算法、SGBM算法、GF+WM(導(dǎo)向?yàn)V波結(jié)合加權(quán)中值濾波算法)和本文立體匹配算法對(duì)Middlebury平臺(tái)數(shù)據(jù)集提供的圖片進(jìn)行立體匹配,同時(shí)計(jì)算不同算法的誤匹配率和運(yùn)行時(shí)間并進(jìn)行對(duì)比與分析,驗(yàn)證了本文算法的可靠性。本文主要是對(duì)雙目視覺實(shí)現(xiàn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,針對(duì)如何實(shí)現(xiàn)車輛前方障礙物檢測(cè),主要做了如下工作:1、雙目視覺平臺(tái)搭建。通過對(duì)平行雙目立體視覺模型和相交雙目立體視覺模型進(jìn)行分析,結(jié)合拍攝視野和搜索范圍條件,選擇了平行雙目立體視覺模型作為本系統(tǒng)的視覺模型。集成各類硬件和軟件設(shè)備,搭建了雙目立體視覺障礙物檢測(cè)平臺(tái)。2、攝像機(jī)標(biāo)定與校正。研究四種坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,計(jì)算得到世界坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)攝像機(jī)的使用條件,選擇使用張正友標(biāo)定法進(jìn)行相機(jī)標(biāo)定,獲取相機(jī)的內(nèi)外參數(shù);并在此基礎(chǔ)上研究了標(biāo)定距離與標(biāo)定精度的關(guān)系,選取最佳標(biāo)定距離使標(biāo)定誤差最小化;選用Bouguet方法對(duì)相機(jī)進(jìn)行立體校正。3、圖像立體匹配。對(duì)立體匹配算法四個(gè)步驟進(jìn)行研究,分析并比較多種代價(jià)聚合方法。引入多尺度代價(jià)聚合模型,結(jié)合該模型提出了基于該框架下的改進(jìn)立體匹配算法。分別與ASW算法、SGBM算法以及GF+WM算法進(jìn)行誤匹配率和運(yùn)行時(shí)間的對(duì)比,驗(yàn)證本文算法的可靠性。4、結(jié)合視差信息進(jìn)行測(cè)距。本文使用VS2012和Opencv2.4.9為軟件開發(fā)平臺(tái),利用本文匹配算法結(jié)合攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)獲取圖像的深度信息。為了進(jìn)一步驗(yàn)證本文匹配算法的可靠性,設(shè)計(jì)了攝像機(jī)前方不同距離車輛的測(cè)距試驗(yàn),試驗(yàn)設(shè)定的距離范圍為1-10米。在此基礎(chǔ)上分別使用本文算法、SGBM算法和GF+WM算法對(duì)設(shè)定在不同距離的車輛進(jìn)行了實(shí)際測(cè)距,并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。試驗(yàn)結(jié)果表明,本文算法與其它兩種算法相比測(cè)距誤差率整體降低,而且隨距離增加,測(cè)距所產(chǎn)生的誤差也在變大,當(dāng)測(cè)距在3-6米范圍內(nèi)時(shí),誤差率相對(duì)較低,選取這個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行障礙物檢測(cè),可靠性較高。
【圖文】：

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文處理函數(shù)，更重要的是 OpenCv 可以跨平臺(tái)使用，使用方便，由良所以本文在使用 VS2012 地基礎(chǔ)上配置了 OpenCv2.4.9 開發(fā)包。圖像處理方面，本文搭建的障礙物檢測(cè)系統(tǒng)主要有圖像采集，圖像圖像立體匹配及三維點(diǎn)云測(cè)距四個(gè)模塊，每個(gè)模塊都是基于 VSv2.4.9 開源數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)的。雙目立體視覺系統(tǒng)平臺(tái)如圖 2.5 所示。

圖 2.5 雙目立體視覺系統(tǒng)平臺(tái)車在室外工作時(shí)，PC 機(jī)、雙目相機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行需要電源的支持 1 個(gè) 12 伏蓄電池，利用希耐特 12V-2500W-雙數(shù)顯逆變器轉(zhuǎn)換為源，，從而保證試驗(yàn)正常進(jìn)行。蓄電池和逆變器示意圖如圖 2.6 所示
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U463.6;TP391.41

【相似文獻(xiàn)】

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1 黃松梅;畢遠(yuǎn)偉;許曉;;雙目立體匹配算法的研究與實(shí)現(xiàn)[J];魯東大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2018年01期

2 曾文獻(xiàn);郭兆坤;;立體匹配算法研究綜述[J];河北省科學(xué)院學(xué)報(bào);2018年02期

3 寧曉斐;胡波;趙磊;_澄鬧

本文編號(hào)：2685034