專利名稱：一種彎道車距測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛彎道行駛安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種彎道車距測量方法。
背景技術(shù)：
目前，車輛主動(dòng)安全的前向碰撞預(yù)警技術(shù)能夠避免車輛因安全車距不足而導(dǎo)致追尾碰撞等惡性交通事故的發(fā)生。而車距測量是前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)最為基礎(chǔ)且最重要的工作之一。車距測量分為直道車距測量和彎道車距測量。而關(guān)于直線車道車距測量的研究已非常成熟，多采用激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、單目視覺技術(shù)、雙目視覺等技術(shù)。但至今為止，卻沒有關(guān)于彎道車距的測量方法及技術(shù)。但在彎道上因安全車距不足造成交通事故也時(shí)有發(fā)生，因此研究一種準(zhǔn)確的彎道車距測量方法對彎道碰撞預(yù)警技術(shù)至關(guān)重要。單目視覺技術(shù)應(yīng)用于車道車距測量是最為常見的方法之一。這種方法的測距精度主要取決于攝像機(jī)俯仰角，而車輛在行駛過程中，攝像機(jī)俯仰角難免受道路顛簸、車輛震動(dòng)等因素的影響而產(chǎn)生變化，從而導(dǎo)致系統(tǒng)測距精度和穩(wěn)定性較差；激光具有精確測量直線距離的特點(diǎn)，卻無法用于曲線測距。

發(fā)明內(nèi)容

為彌補(bǔ)上述缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提出應(yīng)用單目視覺技術(shù)和激光雷達(dá)數(shù)據(jù)融合的一種彎道車距測量方法。即，當(dāng)車輛駛?cè)霃澋罆r(shí)，可以準(zhǔn)確測量本車和前方目標(biāo)車輛之間的彎道弧線車距，為彎道安全預(yù)警提供可靠的數(shù)據(jù)支持。具體方案為:一種彎道車距測量方法，其特征在于實(shí)施步驟如下:I)采集本車輛前方的道路圖像；2)提取并擬合本車輛所在車道的車道標(biāo)志線；3)目標(biāo)車輛定位；4)對目標(biāo)車輛激光測距；5)校正攝像機(jī)俯仰角；6)道路圖像的逆透視變換；7)計(jì)算彎道上本車輛與目標(biāo)車輛之間的車距。所述的一種彎道車距測量方法，步驟2)中首先對步驟I)采集的圖像進(jìn)行中值濾波，具體是建立一個(gè)3X3的濾波器滑動(dòng)窗口，按從左到右，從上到下的順序?qū)斎雸D像進(jìn)行檢測，對窗口內(nèi)的9個(gè)像素點(diǎn)灰度值進(jìn)行排序，取它們的中值作為窗口中心像素點(diǎn)的灰度值，遍歷整幅輸入圖像后即實(shí)現(xiàn)了對圖像的中值濾波；繼而進(jìn)行邊緣檢測，具體是利用Robert算子進(jìn)行邊緣檢測，用R(i，j)代替像素點(diǎn)(i，j)處的原有灰度值g(i，j)，遍歷整幅圖像后，就得到圖像中呈現(xiàn)的車道標(biāo)志線的邊緣圖，其中
A(U) = ^J)-8^j+^ + (g(f + lJ)-g(tj+l))2.然后再采用大律法(OTSU)對車道標(biāo)志線的
邊緣圖進(jìn)行閾值分割；最后對本車輛所在的車道標(biāo)志線進(jìn)行曲線擬合，具體是采用二次多項(xiàng)式擬合，通過計(jì)算擬合多項(xiàng)式的系數(shù)矩陣即可得到本車輛所在的車道標(biāo)志線的擬合曲線方程。所述的一種彎道車距測量方法，步驟3)中采用基于多特征的車輛定位方法，首先將步驟2)中擬合得到的本車輛所在的車道設(shè)定為感興趣區(qū)域，然后通過提取陰影、水平邊緣、垂直邊緣等多個(gè)特征來完成目標(biāo)車輛定位，所述的目標(biāo)車輛為與本車輛同車道、且位于本車輛前方并距離本車輛最近的車輛。所述的一種彎道車距測量方法，步驟4)中使用激光測距儀測量本車輛與目標(biāo)車輛之間的直線距離D，步驟5)中以步驟I)采集的圖像的左上角為原點(diǎn)O1、以該原點(diǎn)O1處垂直向下為u軸、以該原點(diǎn)O1處水平向右為V軸建立圖像坐標(biāo)系；以本車輛的幾何中心為原點(diǎn)02、以該原點(diǎn)O2處垂直向上為z軸、以該原點(diǎn)O2處本車輛正前方為y軸、以該原點(diǎn)O2處垂直于y軸且水平向右為X軸建立世界坐標(biāo)系；利用步驟4)測到的直線距離在線計(jì)算攝像
機(jī)俯仰角，計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.一種彎道車距測量方法，其特征在于實(shí)施步驟如下: 1)采集本車輛(6)前方的道路圖像； 2)提取并擬合本車輛(6)所在車道的車道標(biāo)志線(I)； 3)目標(biāo)車輛(3)定位； 4)對目標(biāo)車輛(3)激光測距； 5)校正攝像機(jī)(4)俯仰角； 6)道路圖像的逆透視變換； 7)計(jì)算彎道上本車輛(6)與目標(biāo)車輛(3)之間的車距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彎道車距測量方法，其特征在于:步驟2)中首先對步驟I)采集的圖像進(jìn)行中值濾波，具體是建立一個(gè)3X3的濾波器滑動(dòng)窗口，按從左到右，從上到下的順序?qū)斎雸D像進(jìn)行檢測，對窗口內(nèi)的9個(gè)像素點(diǎn)灰度值進(jìn)行排序，取它們的中值作為窗口中心像素點(diǎn)的灰度值，遍歷整幅輸入圖像后即實(shí)現(xiàn)了對圖像的中值濾波；繼而進(jìn)行邊緣檢測，具體是利用Robert算子進(jìn)行邊緣檢測，用R(i，j)代替像素點(diǎn)(i，j)處的原有灰度值g(i，j)，遍歷整幅圖像后，就得到圖像中呈現(xiàn)的車道標(biāo)志線(I)的邊緣圖，其中
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彎道車距測量方法，其特征在于:步驟3)中采用基于多特征的車輛定位方法，首先將步驟2)中擬合得到的本車輛(6)所在的車道設(shè)定為感興趣區(qū)域，然后通過提取陰影、水平邊緣、垂直邊緣等多個(gè)特征來完成目標(biāo)車輛(3)定位，所述的目標(biāo)車輛(3)為與本車輛(6)同車道、且位于本車輛(6)前方并距離本車輛(6)最近的車輛。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彎道車距測量方法，其特征在于:步驟4)中使用激光測距儀(5)測量本車輛(6)與目標(biāo)車輛(3)之間的直線距離D，步驟5)中以步驟I)采集的圖像的左上角為原點(diǎn)Op以該原點(diǎn)O1處垂直向下為u軸、以該原點(diǎn)O1處水平向右為V軸建立圖像坐標(biāo)系；以本車輛(6)的幾何中心為原點(diǎn)02、以該原點(diǎn)O2處垂直向上為z軸、以該原點(diǎn)O2處本車輛(6)正前方為y軸、以該原點(diǎn)O2處垂直于y軸且水平向右為x軸建立世界坐標(biāo)系；利用步驟4)測到的直線距離在線計(jì)算攝像機(jī)(4)的俯仰角，計(jì)算公式為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彎道車距測量方法，其特征在于:步驟6)中將步驟2)得到的本車輛(6)所在車道的車道標(biāo)志線(I)的圖像進(jìn)行逆透視變換時(shí)，在校正攝像機(jī)(4)俯仰角的前提下，將道路圖像從圖像坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到世界坐標(biāo)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彎道車距測量方法，其特征在于:步驟7)中，首先利用步驟2)中的車道標(biāo)志線(I)曲線擬合結(jié)果，對兩條車道標(biāo)志線(I)從最底部開始橫線掃描，記錄每次掃描得到的兩個(gè)點(diǎn)的中點(diǎn)，然后采用二次多項(xiàng)式曲線擬合方法得到車道中心線(2)的曲線，再利用擬合曲線積分法計(jì)算本車輛(6)與目標(biāo)車輛(3)之間的車道中心線弧段長度，車道中心線弧段長度即本 車輛(6 )與目標(biāo)車輛(3 )之間的彎道車距。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種彎道車距測量方法，屬于車輛彎道行駛安全技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于實(shí)施步驟如下1)采集本車輛前方的道路圖像；2)提取并擬合本車輛所在車道的車道標(biāo)志線；3)目標(biāo)車輛定位；4)對目標(biāo)車輛激光測距；5)校正攝像機(jī)俯仰角；6)道路圖像的逆透視變換；7)計(jì)算彎道上本車輛與目標(biāo)車輛之間的車距。本發(fā)明采用單目視覺和激光測距的多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)，以單目視覺為主，以激光校正為輔，利用激光測距的精確結(jié)果實(shí)時(shí)校正攝像機(jī)俯仰角，然后利用該校正值進(jìn)行彎道車距計(jì)算，保證了測距精度，為彎道安全預(yù)警提供可靠的數(shù)據(jù)支持。
文檔編號(hào)G01C3/00GK103196418SQ201310070139
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者曹凱, 杜滕州, 于善義, 張仁勇 申請人:山東理工大學(xué)