一種車輛輔助駕駛中車輛間距的計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種車輛輔助駕駛中車輛間距的計(jì)算方法，包括步驟1：訓(xùn)練模型；步驟2：車輛檢測(cè)；步驟3：對(duì)識(shí)別為車輛尾部的窗口進(jìn)行車輛邊緣的定位；步驟4：計(jì)算前方車輛間距；本發(fā)明對(duì)攝像頭擺放的角度沒(méi)有特殊要求，使用本發(fā)明提出的方法不需要對(duì)攝像頭的位置進(jìn)行精細(xì)地調(diào)試；本發(fā)明僅使用一個(gè)攝像頭，可以應(yīng)用于所有具有單目攝像頭的設(shè)備上。
【專利說(shuō)明】一種車輛輔助駕駛中車輛間距的計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛輔助駕駛中車輛間距的計(jì)算方法，屬于圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快，疲勞駕駛?cè)找娉蔀榻煌ㄊ鹿拾l(fā)生的主要因素，如何減少因疲勞駕駛引發(fā)的交通事故成為了倍受關(guān)注的問(wèn)題。人們研發(fā)了車輛駕駛輔助系統(tǒng)，幫助減小因駕駛員注意力下降而發(fā)生交通事故的幾率。其中關(guān)鍵技術(shù)是車輛駕駛中車輛間距的計(jì)算方法。
[0003]在以色列Mobileye公司出產(chǎn)的Mobileye智能行車預(yù)警系統(tǒng)中，車輛間距利用“遠(yuǎn)近法原理”計(jì)算得到。這種方法需要首先進(jìn)行車輛檢測(cè)，依照對(duì)三個(gè)特征的檢測(cè)，分別是車輛后部的矩形檢測(cè)、后輪檢測(cè)和兩個(gè)尾燈的檢測(cè)。用車輛檢測(cè)的結(jié)果找到車輛輪胎與地面接觸點(diǎn)，進(jìn)而進(jìn)行車輛距離計(jì)算。原理如圖1所示，攝像頭距離地面高度為H，由車輛與地面接觸點(diǎn)在攝像頭內(nèi)部傳感器上的成像位置可以計(jì)算車輛距離，假設(shè)成像位置與傳感器中心點(diǎn)距離為y，攝像頭的焦距為f，那么車輛距離Z可由下式計(jì)算得到:
【權(quán)利要求】
1.一種車輛輔助駕駛中車輛間距的計(jì)算方法，包括以下幾個(gè)步驟: 步驟1:訓(xùn)練模型； 采集路況信息圖像，從采集的路況信息圖像中截取正樣本和負(fù)樣本，正樣本為包含車輛尾部的圖像，車輛尾部面積約占整個(gè)正樣本面積的85%~90%，左右留有背景信息，負(fù)樣本為不包含車輛尾部的圖像，將正樣本和負(fù)樣本標(biāo)準(zhǔn)化為36X36像素的圖像，從正樣本和負(fù)樣本中提取Haar-1ike特征,對(duì)從樣本中提取的Haar-1ike特征用Adaboost算法進(jìn)行訓(xùn)練，得到Haar-1ike特征組合成的強(qiáng)分類器組，強(qiáng)分類器組的輸入為36X36像素的窗口圖像，分類結(jié)果分為兩種，一種是窗口為車輛尾部窗口，另一種是窗口不為車輛尾部窗口 ；步驟2:車輛檢測(cè)； 通過(guò)攝像頭進(jìn)行路況信息采集，對(duì)采集的圖像進(jìn)行車輛檢測(cè)； 采用快速多尺度滑動(dòng)窗口檢測(cè)方法進(jìn)行車輛檢測(cè)，具體為: 設(shè)置滑動(dòng)窗口大小為36X36像素； 首先用雙線性內(nèi)插法將圖像縮小為多級(jí)不同尺度的圖像，圖像縮小的比例系數(shù)為0.9，將圖像按尺度從小到大排序，從第一個(gè)尺度開(kāi)始檢測(cè)，每一個(gè)窗口都用強(qiáng)分類器組進(jìn)行分類，如果分類結(jié)果為車輛尾部窗口則記錄窗口信息，接著窗口滑向下一個(gè)位置，滑動(dòng)的步長(zhǎng)為一個(gè)像素，采用強(qiáng)分類器組對(duì)當(dāng)前的窗口進(jìn)行分類，當(dāng)最小尺度的圖像被檢測(cè)完后，繼續(xù)用滑動(dòng)窗口對(duì)第二個(gè)尺度的圖像進(jìn)行檢測(cè)，如果在較小尺度的圖像中檢測(cè)到了車輛，根據(jù)記錄的窗口位置，在較大尺度的圖像中對(duì)此區(qū)域不采用強(qiáng)分類器組進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)一幀圖像檢測(cè)完成后，記錄檢測(cè)到車輛的窗口位置以及檢測(cè)到車輛時(shí)的圖像尺度，在對(duì)下一幀圖像進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，檢測(cè)的 區(qū)域?yàn)樯弦粠袡z測(cè)到車輛的窗口位置向四周擴(kuò)大兩倍的區(qū)域，檢測(cè)從記錄的圖像尺度開(kāi)始，如果上一幀在第k個(gè)尺度中檢測(cè)到車輛，則這一幀從第k個(gè)尺度開(kāi)始檢測(cè)，如果檢測(cè)到車輛，則檢測(cè)結(jié)束，如果沒(méi)有檢測(cè)到車輛，則按照k-1、k+1、k-2、k+2…的順序依次對(duì)各尺度進(jìn)行車輛檢測(cè)，如果在這一幀中檢測(cè)到車輛，那么下一幀的檢測(cè)中繼續(xù)按照這一幀的處理方法進(jìn)行檢測(cè)，否則按照從小到大的順序重新檢測(cè)整個(gè)圖像的所有尺度； 步驟3:對(duì)識(shí)別為車輛尾部的窗口進(jìn)行車輛邊緣的定位； 針對(duì)識(shí)別為車輛尾部的窗口，將車輛尾部窗口劃分為3X3的9個(gè)子窗口 ； 對(duì)車燈邊緣進(jìn)行檢測(cè)時(shí)使用第二行左右兩個(gè)子窗口，所述的兩個(gè)子窗口為三通道的彩色窗口，首先將三個(gè)通道的窗口轉(zhuǎn)換為單通道窗口，轉(zhuǎn)換的等式為Re = 2R-B-G，其中R、G和B分別表示原窗口中的紅色通道、綠色通道和藍(lán)色通道，Re表示轉(zhuǎn)換過(guò)后的單通道窗口的像素值；然后，將轉(zhuǎn)換后的窗口二值化，閾值設(shè)為25，大于閾值的點(diǎn)二值化為1，否則二值化為O;二值化完成后，對(duì)像素值為I的點(diǎn)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾的標(biāo)準(zhǔn)為:如果在該像素的四鄰域中，像素值為O的點(diǎn)的個(gè)數(shù)大于或者等于3個(gè)，則該像素被過(guò)濾掉，其像素點(diǎn)值被置為O ;最后，在左側(cè)的子窗口中，取像素點(diǎn)值為I且最靠左的點(diǎn)作為左側(cè)車燈的邊緣點(diǎn)，右側(cè)的子窗口中取像素點(diǎn)值為I且最靠右的點(diǎn)作為右側(cè)車燈的邊緣點(diǎn)； 對(duì)輪胎邊緣進(jìn)行檢測(cè)時(shí)使用第三行左右兩個(gè)子窗口，先對(duì)子窗口灰度化，設(shè)定6 X 6像素的掩模， 對(duì)左邊輪胎邊緣定位時(shí)，掩模具體是，掩模右上3 X 3像素位置設(shè)為黑色，采用掩模對(duì)左邊的子窗口滑動(dòng)檢測(cè)，將掩模白色部分覆蓋的像素點(diǎn)值的總和減去黑色部分覆蓋的像素點(diǎn)值總和的3倍得到特征值Val，白色部分覆蓋的像素點(diǎn)值的總和記為Whi，黑色部分覆蓋的像素點(diǎn)值的總和記為Bla，當(dāng)Val > 200并且BlaX 3 < Whi時(shí)，將掩模黑色部分左下角覆蓋的像素點(diǎn)作為左輪胎邊緣候選像素點(diǎn)，對(duì)子窗口檢測(cè)結(jié)束后，得到左輪胎邊緣候選像素點(diǎn)的集合，將左輪胎邊緣候選像素點(diǎn)中最靠近左下的像素點(diǎn)作為左側(cè)輪胎的邊緣像素點(diǎn)；對(duì)右邊輪胎邊緣定位時(shí)，掩模具體是，掩模左上3X3像素位置設(shè)為黑色，針對(duì)右邊的子窗口，也采用上述方法進(jìn)行處理，其中，右輪胎邊緣候選像素點(diǎn)選擇模版黑色部分右下角的像素點(diǎn)，最終的邊緣點(diǎn)選擇右輪胎邊緣候選像素點(diǎn)候選點(diǎn)集合中最靠近右下的像素點(diǎn)作為右輪胎邊緣像素點(diǎn)； 通過(guò)左右輪胎邊緣和左右車燈邊緣，得到最終的車輛左右邊緣位置，具體是: 針對(duì)車輛左邊緣:對(duì)左側(cè)輪胎邊緣位置和左側(cè)車燈邊緣位置進(jìn)行比較，如果車燈邊緣與車胎邊緣在水平方向的差值大于或者等于窗口邊長(zhǎng)的1/4，則認(rèn)為靠右的邊緣是不正確的邊緣，將靠左的邊緣確定為最終的邊緣；如果車燈邊緣與車胎邊緣在水平方向的差值小于窗口邊長(zhǎng)的1/4，則將靠右的邊緣確定為最終的邊緣； 針對(duì)車輛右邊緣:對(duì)右側(cè)輪胎邊緣位置和右側(cè)車燈邊緣位置進(jìn)行比較，如果車燈邊緣與車胎邊緣在水平方向的差值大于或者等于窗口邊長(zhǎng)的1/4，則認(rèn)為靠左的邊緣是不正確的邊緣，將靠右的邊緣確定為最終的邊緣；如果車燈邊緣與車胎邊緣在水平方向的差值小于窗口邊長(zhǎng)的1/4，則將靠左的邊緣確定為最終的邊緣； 最終，得到車輛左右兩側(cè)的邊緣后，根據(jù)邊緣的位置計(jì)算出車輛在圖像中的寬度D ; 步驟4:計(jì)算前方車輛間距； 根據(jù)下式計(jì)算前方車輛間距:
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK104021379SQ201410253368
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】牛建偉, 蘇一鳴, 趙曉軻, 路杰 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)