一種基于尾燈檢測的夜間車距測量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于尾燈檢測的夜間車距測量方法，具體為：將RGB彩色攝像機(jī)安裝在本車前擋風(fēng)玻璃后，用以拍攝前車尾燈的圖像；將采集得到的彩色圖像分解，選擇R分量圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值圖像；對二值圖像采用形態(tài)學(xué)去噪處理，處理后的圖像記為；對圖像進(jìn)行尾燈檢測與標(biāo)記，獲得尾燈的中心坐標(biāo)；求取圖像中尾燈中點坐標(biāo)、圖像底邊中點坐標(biāo)并計算其對應(yīng)的道路平面坐標(biāo)；最后計算攝像機(jī)最近視野到本車前端的距離和前車與攝像機(jī)最近視野的距離，最終獲得本車與前車的距離。
【專利說明】一種基于尾燈檢測的夜間車距測量方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于計算機(jī)視覺領(lǐng)域，具體涉及一種基于尾燈檢測的夜間車距測量方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]近年來，隨著汽車數(shù)量的急劇增加，汽車安全駕駛也成為了世界性的社會問題。為保障汽車行駛安全，發(fā)展汽車的主動安全技術(shù)十分必要，其中通過測距技術(shù)獲得前車或障礙物的距離是其中的一項關(guān)鍵技術(shù)，可廣泛用于主動避撞，自動巡航，智能大燈等應(yīng)用中。
[0003]目前，運用于汽車測距的方法多種多樣，主要有以下幾種方式:超聲波測距、毫米波雷達(dá)測距、激光測距以及視覺測距等方法。超聲波測距儀雖然原理簡單，制作方便，成本較低。但其作為高速行駛車輛上的測距傳感器則不可取，主要是因為超聲波的速度受外界溫度等因素影響較大，無法實現(xiàn)精確測距，另外由于超聲波能量是與距離的平方成正比而衰減的，只適用于較短距離。雷達(dá)測距儀作為長距離傳感器，雖然測量精度高，并且可探測多目標(biāo)，且分辨力好，受天氣影響小，但是它受電磁波干擾，雷達(dá)裝置相互間以及其它通信設(shè)施的電磁波被會干擾雷達(dá)的正常工作。目前的激光測距儀主要有兩種:一種是利用計數(shù)原理測量距離，它的缺點很明顯:光波的速度很快，對計數(shù)器的要求很高，并且距離越短，誤差也就越大；另一種是利用相位原理測距，但相位式激光測距存在著后續(xù)信號處理復(fù)雜，器件性能要求高的缺點。
[0004]采用計算機(jī)視覺技術(shù)的視覺測距系統(tǒng)是近年來測距領(lǐng)域中發(fā)展起來的新型技術(shù)，它是一種“基于圖像的距離測量方法”，即把圖像當(dāng)作檢測和傳遞信息的手段或載體而加以利用的測量方法，最終目的是提取圖像的特征信號，從圖像中獲取被測對象的實際距離信息。視覺測量技術(shù)在精度、速度、智能化等方面具有很強的適應(yīng)性，并具有高精度、穩(wěn)定性好、非接觸性測量等特點，因此它在智能車輛輔助駕駛導(dǎo)航的安全距離測量中應(yīng)用極為廣泛。
[0005]在利用視覺技術(shù)獲得三維信息方面，通常有單目系統(tǒng)和雙目系統(tǒng)(或多目系統(tǒng))兩種方式。雙目視覺模仿人類利用雙目視差感知距離的方法，實現(xiàn)對三維信息的感知。但是雙目視覺算法具有一個致命弱點，那就是圖像匹配問題。在三維場景投影為二維圖像的過程中存在著畸變和噪聲，深度和不可見部分的信息被丟失了，因而產(chǎn)生了同一物體在不同視角下的圖像會有極大的不同，以及后面的物體被前面的物體遮擋而丟失特征信息等問題，這些都將增大圖像匹配的難度。單目視覺方法采用單幅圖像根據(jù)攝像機(jī)的焦距和事先確定的參數(shù)來估算深度信息，單目視覺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，無需圖像匹配，計算機(jī)在同一時間內(nèi)只需要處理單幅圖像，大大節(jié)約了計算機(jī)處理時間?；趩文恳曈X的車輛測距方法有很多，但本質(zhì)都是利用車輛本身特征把車輛從背景區(qū)域中分割開來，然后利用一些幾何約束條件得到深度信息。常用車輛檢測方法利用顏色、紋理、陰影、邊緣、對稱性等特征來檢測車輛，但在夜間環(huán)境下道路較為黑暗，以上方法不再適用，需要尋找另一種穩(wěn)定的車輛目標(biāo)特征來實現(xiàn)目標(biāo)檢測和距離測量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明設(shè)計了一種基于尾燈檢測的夜間車距測量方法，其解決了上述存在的技術(shù)問題。
[0007]為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下方案:
一種基于尾燈檢測的夜間車距測量方法，其特征在于:包括以下步驟:
步驟1:將RGB彩色攝像機(jī)安裝在本車前擋風(fēng)玻璃后，并設(shè)置攝像機(jī)為自動曝光模式，用以拍攝前車尾燈的圖像，攝像機(jī)到路面的高度為k，攝像機(jī)的俯仰角為Q，垂直方向的視角為2α水平方向的視角為W ；
步驟2:將步驟I采集得到的彩色圖像分解，分成R、G、B三個彩色分量圖像；
步驟3:選擇步驟2中某一分量圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值圖像J ，
步驟4:對二值圖像J千用形態(tài)學(xué)去噪處理，處理后的圖像記為/ ；
步驟5:對圖像J_進(jìn)行尾燈檢測與標(biāo)記:對圖像/，按行從下到上掃描，確定尾燈疑似區(qū)域；對尾燈疑似區(qū)域做橫向滑窗相關(guān)運算，當(dāng)相關(guān)值大于門限值T = 20時，即為檢測到的尾燈,記錄尾燈的中心坐標(biāo)；
步驟6:求取圖像J中兩尾燈之間的中點坐標(biāo)、圖像J_底邊中點坐標(biāo)并計算對應(yīng)的道路平面坐標(biāo):
設(shè)檢測到的尾燈中心坐標(biāo)為和,尾燈之間連線近似前車輛的下邊緣,取連線的中點坐標(biāo)為OpV1) , Ul^ixt +X7)/!, V1=JF1 ^y2 ;圖像平面底邊中點的坐標(biāo)為
(U3，V2)；
根據(jù)圖像坐標(biāo)與道路平面坐標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系，計算(?) (U2，v3)對應(yīng)的道路平面坐標(biāo)(H)，公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于尾燈檢測的夜間車距測量方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:將RGB彩色攝像機(jī)安裝在本車前擋風(fēng)玻璃后，并設(shè)置攝像機(jī)為自動曝光模式，用以拍攝前車尾燈的圖像，攝像機(jī)到路面的高度為Λ，攝像機(jī)的俯仰角力垂直方向的視角為2?水平方向的視角為2及； 步驟2:將步驟I采集得到的彩色圖像分解，分解成R、G、B三個彩色分量圖像； 步驟3:選擇步驟2中某一分量圖像進(jìn)行二值化處理，得到二值圖像J ； 步驟4:對二值圖像J采用形態(tài)學(xué)去噪處理，處理后的圖像記為/ ； 步驟5:對圖像/_進(jìn)行尾燈檢測與標(biāo)記:對圖像/，按行從下到上掃描，確定尾燈疑似區(qū)域；對尾燈疑似區(qū)域做橫向滑窗相關(guān)運算，當(dāng)相關(guān)值大于門限值T = 20時，即為檢測到的尾燈,記錄尾燈的中心坐標(biāo)； 步驟6:求取圖像J_中兩尾燈之間的中點坐標(biāo)、圖像J'底邊中點坐標(biāo)并計算對應(yīng)的道路平面坐標(biāo): 設(shè)檢測到的兩尾燈中心坐標(biāo)為和,尾燈之間連線近似前車輛的下邊緣，取連線的中點坐標(biāo)為Ovvl) , --=(Χ|+χ7)/2, V1 =yr =y7 ;圖像平面底邊中點的坐標(biāo)為(U2，V2)； 根據(jù)圖像坐標(biāo)與道路平面坐標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系，計算V1) (?P')對應(yīng)的道路平面坐標(biāo)(I1JV) (ι2=Λ)，公式為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于尾燈檢測的夜間車距測量方法，其特征在于:步驟3中選擇R分量圖像進(jìn)行二值化處理，二值圖像J為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于尾燈檢測的夜間車距測量方法，其特征在于:步驟4中形態(tài)學(xué)去噪處理包括:設(shè)馬為3x3的結(jié)構(gòu)元，鳥為5x3的結(jié)構(gòu)元，先用馬對J進(jìn)行開運算，去除部分小的噪點，再用鳥對J進(jìn)行閉運算，平滑車燈的輪廓，處理后的圖像記為/:
I fJ0 BlJmB2 。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的基于尾燈檢測的夜間車距測量方法，其特征在于:步驟5中，選取以圖像J中心點為原點的長X寬為,/2x 2的區(qū)域作為尾燈檢測區(qū)域進(jìn)行尾燈檢測與標(biāo)記，對尾燈檢測區(qū)域按行從下到上掃描，當(dāng)值發(fā)生雙向躍變時，即從O到I再從I到O，標(biāo)志位Flag加I，當(dāng)標(biāo)志位在一行掃描后大于2，連同當(dāng)前行在內(nèi)將連續(xù)5行作為尾燈疑似區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的基于尾燈檢測的夜間車距測量方法，其特征在于:步驟5中，用5x5的窗口對尾燈疑似區(qū)域做橫向滑窗相關(guān)運算。
【文檔編號】G06T5/00GK103453890SQ201310344548
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】孫銳, 王繼貞, 陳軍 申請人:奇瑞汽車股份有限公司