本文關(guān)鍵詞：基于視覺的車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)算法研究

  更多相關(guān)文章： 智能車輛 車輛檢測 陰影特征 攝像機標定 車輛防碰撞預(yù)警

【摘要】：隨著時代的變遷和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,汽車越來越融入到了人們的生活節(jié)奏中,然而由汽車所帶來的交通安全問題也愈發(fā)嚴重,不容忽視。針對這個問題,如何避免道路上的其他車輛和障礙物碰撞而導(dǎo)致的交通事故成為了當(dāng)今的研究熱點之一。同時,基于視覺的技術(shù)相較于超聲波、激光、雷達成本更低廉,且更符合人眼的信息捕捉習(xí)慣。因此,基于視覺的車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)是解決上述問題的有效方案。本文在分析和比較了各種算法研究的國內(nèi)外智能車輛系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,設(shè)計了相應(yīng)的車輛檢測和跟蹤算法。本文主要進行了如下的研究內(nèi)容:(1)預(yù)處理車輛的道路區(qū)域,首先采用消失點獲取待檢測區(qū)域,然后利用Sobel邊緣檢測算法增強道路區(qū)域,突出車道線特征,并在此基礎(chǔ)上使用改進的Hough變換完成車道線檢測識別,得到初步確定的ROI區(qū)域。(2)在ROI區(qū)域內(nèi)用最大類間方差法與遺傳算法相結(jié)合的改進算法完成目標車輛和道路背景的分割,然后利用車輛底部陰影特征提取前方目標車輛,得到潛在的車輛目標位置。(3)結(jié)合目前現(xiàn)有的車輛特征,采用車輛的輪廓信息得到垂直、水平投影直方圖,并通過車輛自身具有垂直邊緣對稱性的特征判斷ROI區(qū)域是否為車輛區(qū)域,驗證目標的真實性,排除虛假車輛。(4)研究前方車輛測距原理,建立起不同維度坐標系之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系,然后對攝像機內(nèi)、外參數(shù)標定。再通過幾何關(guān)系投影結(jié)合攝像機標定的方法,依據(jù)攝像機模型推導(dǎo)測距公式,并把標定參數(shù)代入公式中,從而完成自車與前車之間的距離測量,最后構(gòu)建系統(tǒng)界面和制定預(yù)警策略。實驗結(jié)果表明,本文選用的方法能夠較好的檢測、跟蹤前方目標車輛,同時又能估計出自車與前車的距離,為交通安全問題提供了有力的保證。
【關(guān)鍵詞】：智能車輛 車輛檢測 陰影特征 攝像機標定 車輛防碰撞預(yù)警
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 課題研究意義及背景9-11
• 1.1.1 研究意義9-11
• 1.1.2 研究背景11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 智能車輛關(guān)鍵技術(shù)14-17
• 1.3.1 聲學(xué)14-15
• 1.3.2 雷達15-16
• 1.3.3 磁道釘16
• 1.3.4 機器視覺16-17
• 1.4 本文主要內(nèi)容和章節(jié)安排17-19
• 2 車輛檢測與跟蹤的圖像理論19-30
• 2.1 車輛檢測算法的類型19-20
• 2.1.1 只包含檢測算法的類型19
• 2.1.2 先檢測后跟蹤算法的類型19-20
• 2.2 常見的車輛檢測算法20-22
• 2.2.1 基于特征的方法20
• 2.2.2 基于機器學(xué)習(xí)的方法20-21
• 2.2.3 基于光流的方法21
• 2.2.4 基于模型的方法21-22
• 2.3 常見的車輛跟蹤算法22-29
• 2.3.1 基于三維模型的方法22-23
• 2.3.2 基于Kalman濾波的方法23-26
• 2.3.3 基于Meanshift的方法26-28
• 2.3.4 基于區(qū)域的方法28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 3 基于單目視覺的車輛檢測與跟蹤算法30-55
• 3.1 圖像灰度化預(yù)處理30-32
• 3.2 路面ROI區(qū)域的測定32-36
• 3.2.1 消失點與天空部分的劃定32-33
• 3.2.2 路面區(qū)域的增強33-36
• 3.3 霍夫變換36-39
• 3.4 目標車輛檢測算法39-50
• 3.4.1 目標區(qū)域閾值分割39-43
• 3.4.2 目標車輛檢測算法43-47
• 3.4.3 驗證目標車輛47-50
• 3.5 目標車輛跟蹤算法50-54
• 3.5.1 Kalman濾波跟蹤算法50-52
• 3.5.2 Meanshift跟蹤算法52-54
• 3.6 本章小結(jié)54-55
• 4 基于單目視覺的前方車輛測距算法55-71
• 4.1 攝像機成像原理55-57
• 4.2 坐標系的定義57-60
• 4.2.1 世界坐標系57-58
• 4.2.2 攝像機坐標系58-59
• 4.2.3 圖像平面坐標系59
• 4.2.4 成像平面坐標系59-60
• 4.3 攝像機參數(shù)標定60-62
• 4.3.1 常用標定方法60-61
• 4.3.2 本文的標定方法61-62
• 4.4 推導(dǎo)測距模型62-66
• 4.5 構(gòu)建系統(tǒng)界面66-69
• 4.6 預(yù)警策略的制定69-70
• 4.7 本章小結(jié)70-71
• 5 結(jié)論71-73
• 5.1 結(jié)論71
• 5.2 展望71-73
• 參考文獻73-76
• 攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況76-77
• 致謝77

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1 呂廣明;李洪亮;;基于齊次變換的群塔作業(yè)防碰撞技術(shù)研究[J];中國工程機械學(xué)報;2009年01期

2 胡瑜;;汽車防碰撞系統(tǒng)的應(yīng)用與研究[J];機械工程與自動化;2010年04期

3 張友同;;工程塔機防碰撞技術(shù)之淺析[J];山東廣播電視大學(xué)學(xué)報;2012年02期

4 李雪鋒;許義群;高春輝;秦鋒;;龍開口水電站防碰撞系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)與應(yīng)用[J];水力發(fā)電;2013年02期

5 孫建民;;用廢料巧制防碰撞墊[J];家用電器科技;1988年04期

6 張友湖;夏超群;;大型建筑施工設(shè)備防碰撞預(yù)警程序的開發(fā)研究[J];大壩與安全;2007年02期

7 楊棟;吳訓(xùn)成;金海松;;模糊控制在車輛彎道防碰撞中的應(yīng)用[J];上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報;2008年01期

8 李有觀;;船舶防碰撞預(yù)測系統(tǒng)[J];航海;2008年03期

9 陳存華;;施工現(xiàn)場群塔作業(yè)防碰撞施工控制[J];建筑安全;2013年06期

10 ;“智能激光眼睛”讓汽車主動防碰撞[J];光學(xué)儀器;2009年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉拓晟;侯再平;;一種適用于超高頻RFID的防碰撞方法[A];第二十屆電工理論學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

2 汪鐵民;;汽車防碰撞系統(tǒng) 兼論汽車智能化及對策[A];四川省汽車工程學(xué)會、成都市汽車工程學(xué)會2003年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2003年

3 劉小建;;船舶防碰撞安全措施[A];2006年蘇、浙、閩、滬航海學(xué)會學(xué)術(shù)研討論文集[C];2006年

4 于曉慶;高東博;楊國學(xué);;基于導(dǎo)航技術(shù)的港口移動設(shè)備防碰撞系統(tǒng)研究[A];第五屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會論文集-S1 北斗/GNSS導(dǎo)航應(yīng)用[C];2014年

5 劉佳;;ISO／IEC 18000-6 Typec協(xié)議的防碰撞機制研究分析[A];全國第十屆信號與信息處理、第四屆DSP應(yīng)用技術(shù)聯(lián)合學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

6 郭躍;耿淑琴;高國;吳武臣;;高效防碰撞的RFID系統(tǒng)設(shè)計[A];2007'儀表，自動化及先進集成技術(shù)大會論文集（一）[C];2007年

7 楊柳;陳英杰;王書茂;;基于ARM的車載防滾翻防碰撞監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)的研究[A];第八屆全國設(shè)備與維修工程學(xué)術(shù)會議、第十三屆全國設(shè)備監(jiān)測與診斷學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

8 劉勝利;宋世軍;曾慶貴;喬彩風(fēng);;基于DSP的塔機視覺防碰撞裝置[A];第十四屆全國圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

9 倪大進;王立彬;呂嘉賓;;有軌運行式起重機防碰撞可行域研究[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

10 孟建軍;;起重機的防碰撞裝置[A];全面建設(shè)小康社會：中國科技工作者的歷史責(zé)任——中國科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會論文集（下）[C];2003年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 記者 張曄　通訊員 楊萍;“智能激光眼睛”讓汽車主動防碰撞[N];科技日報;2009年

2 董加偉;山東加緊構(gòu)建漁船防碰撞自動識別網(wǎng)絡(luò)[N];中國海洋報;2010年

3 陳菊琴;長江揚州段橋梁防碰撞專項整治啟動[N];江蘇法制報;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳濤;考慮駕駛員避撞行為特性的汽車前方防碰撞系統(tǒng)研究[D];吉林大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周飛虎;塔式起重機防碰撞技術(shù)與安全監(jiān)控系統(tǒng)研究[D];長安大學(xué);2015年

2 郭凱;基于ISO18000-4標準的微波讀寫器設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

3 楊崇新;汽車全方位自助防碰撞系統(tǒng)的研制[D];青島科技大學(xué);2015年

4 胡鑫;射頻識別防碰撞技術(shù)在包裝物流中的應(yīng)用研究[D];天津科技大學(xué);2013年

5 楊亞男;基于信息融合的車輛防碰撞控制算法研究[D];遼寧工業(yè)大學(xué);2016年

6 洪浩;基于視覺的車輛防碰撞預(yù)警系統(tǒng)算法研究[D];遼寧工業(yè)大學(xué);2016年

7 魏利娜;密集模式下超高頻RFID讀寫器防碰撞技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2013年

8 師夢夢;基于空間姿態(tài)的起重機群防碰撞技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2014年

9 閆佳妮;塔機群防碰撞監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

10 趙森森;塔機防碰撞監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D];大連理工大學(xué);2014年

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本文編號：555424