國(guó)民汽車保有量快速增長(zhǎng),交通事故隨之頻發(fā),交通安全問題日益嚴(yán)峻。車輛主動(dòng)安全技術(shù)成為了一項(xiàng)重要的研究課題,ADAS（高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)）是實(shí)現(xiàn)汽車主動(dòng)安全的關(guān)鍵,而車道線偏離預(yù)警是ADAS的重要功能。本文面向輔助駕駛系統(tǒng),基于機(jī)器視覺和機(jī)械設(shè)計(jì)等知識(shí)背景,在車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件算法上進(jìn)行了系統(tǒng)地分析。對(duì)相機(jī)標(biāo)定、車道線檢測(cè)和跟蹤以及偏離預(yù)警策略上進(jìn)行了深入地研究,為汽車主動(dòng)安全和無人駕駛提供理論和技術(shù)支持。本文的研究首先從硬件系統(tǒng)出發(fā),采用車載單目相機(jī)實(shí)時(shí)采集車輛前方的道路圖像,根據(jù)系統(tǒng)需求對(duì)相機(jī)進(jìn)行選型,并在保證成像質(zhì)量的工藝要求上,設(shè)計(jì)了相機(jī)的主要結(jié)構(gòu)。然后在軟件算法部分上,研究了車載相機(jī)內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)的標(biāo)定方法。采用靜態(tài)平面靶標(biāo)對(duì)相機(jī)內(nèi)參進(jìn)行標(biāo)定。根據(jù)透視投影原理、小孔成像模型,提出了一種利用消失點(diǎn)和車道線幾何特征的車載相機(jī)外參標(biāo)定方法。該方法可以在車輛行駛過程中實(shí)時(shí)對(duì)相機(jī)的外參進(jìn)行估計(jì)和修正,從而能夠適應(yīng)路面顛簸或車輛載重變化導(dǎo)致相機(jī)外參改變的情況,避免了傳統(tǒng)標(biāo)定方法的復(fù)雜流程。車道線檢測(cè)與跟蹤是車道偏離預(yù)警的關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)復(fù)雜的道路工況以及系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的需求,提出... 

【文章來源】：天津科技大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－２?ＣＭＯＳ圖像傳感器??

?２視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)及標(biāo)定方法???景深Ａｔ?焦深??廣???＜＞｜?—？??＊？—？？??＾?ｈｈ￣＾ｒ？二：??后彔深前景深?＇直徑６??Ｍ２?ＡＬ１?近點(diǎn)矩離?前焦深．．．．??｜?被攝體距離?—．?像距?＾：ｆ????，?遠(yuǎn)點(diǎn)距離?，＊￣??＊?—?＾?拍攝距離１￣?＿??焦點(diǎn)平面??圖２－４景深原理圖??Ｆｉｇ?２－４?Ｄｅｐｔｈ?ｏｆ?ｆｉｅｌｄ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ??因?yàn)槭袌?chǎng)中的乘用車和商用車的車頭距離一般小于２米，設(shè)車道線檢測(cè)距離最近??為２米；根據(jù)ＯＶ１０６４０的分辨率和搭配８ｍｍ鏡頭時(shí)圖像解析力，車道線的最遠(yuǎn)檢測(cè)??距離設(shè)定為８０米，也就是希望２米至８０米范圍成像清晰，貝�。剩�??近點(diǎn)距離＝Ｌ－ｆ－ＡＬ，?＝２０００ｍｍ??原點(diǎn)距離＝Ｌ－ｆ＋ＡＺ２?＝８００００ｍｍ??景深＝從＋Ａｉ２＝７８Ｑ００ｍｍ?式（２－３）??鏡頭光圈Ｆ為１．６，焦距／為８毫米，設(shè)定容許彌散直徑５為二分之一光敏單元０．００２１??毫米，代入景深計(jì)算式（２－３），相機(jī)模組的對(duì)焦距離Ｌ為１５．６４１米，即在１５．６４１米處??圖像最清晰，車道線邊緣銳度最高，且標(biāo)定的靶標(biāo)應(yīng)放置在此處進(jìn)行標(biāo)定。??２．２．４主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)??２．２．４．１鏡頭和ＣＭＯＳ的連接件設(shè)計(jì)??設(shè)計(jì)了一種相機(jī)鏡頭和圖像傳感器ＣＭＯＳ配合的連接件。該連接件的材料選用，??該連接件有幾點(diǎn)加工工藝要求需要注意。??（１）鏡頭透鏡底端處到ＣＭＯＳ的有效感光區(qū)域的距離應(yīng)為５．４±０．２ｍｍ，這就要??求連接件厚度的加工精度。??（２）鏡頭的光軸需要交于傳感器有效感光區(qū)域的中心，即需要保證鏡筒連接螺口??基于

?夭津科技大學(xué)碩士學(xué)位論文???（ａ）連接件三維模型?（ｂ）相機(jī)模組裝配圖??圖２－５連接件結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?２－５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??２．２．４．２相機(jī)模組支架設(shè)計(jì)??相機(jī)模組支架主要用于支撐相機(jī)模組以及通過轉(zhuǎn)動(dòng)裝置控制相機(jī)的俯仰。支架的??兩個(gè)直角凹槽是與相機(jī)模組連接件配合的定位孔，并且需保證套筒與連接件的同軸??度。支架結(jié)構(gòu)如圖２－６所示：??圖２－６相機(jī)模組支架三維圖??Ｆｉｇ．?２－６?Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｈａｓｅ?ｍａｃｈｉｎｅ?ｍｏｄｕｌｅ?ｂｒａｃｋｅｔ??該支架的材料選用６０６１鋁合金材料，材料系數(shù)如下：??表２－３?６０６丨材料系數(shù)??Ｔａｂｌｅ?２－３?６０６１?Ｍａｔｅｒｉａｌ?ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ??材料楊氏模量泊密度導(dǎo)熱系數(shù)?比熱?熱膨脹系數(shù)?屈服強(qiáng)度??（ＭＰａ）?松（ｋｇ／ｒｎ－?（Ｗ／ｍ／°Ｃ）?（Ｊ／ｇ／°Ｃ）?（溫度范圍）（／。＜：）?（ＭＰａ）??比?３）?－??６０６１?６８９００?０．３?２．７ｅ３?１８０?０．８９６?２．３６ｅ－５?２．５２ｅ－５?３１０??（－５０°Ｃ－２０°Ｃ）?（２０°Ｃ－］００°Ｃ）??６０６１鋁合金１６２］是經(jīng)過熱處理預(yù)拉伸工藝生產(chǎn)的鋁合金，密度小中等強(qiáng)度，加工性??能極佳。鋁合金材料輕且強(qiáng)度高，可以降低設(shè)備重量，減少相機(jī)安裝脫落風(fēng)險(xiǎn)；價(jià)格??１１??

【參考文獻(xiàn)】：
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