基于图像识别的汽车智能防撞系统研究与实现伍宗富,陈日新,朱明旱(湖南文理学院电气与信息工程学院,湖南常德415000)DesignandResearchfortheIntelligenceAutoAnti2collisionSystemWUZong2fu,CHENRi2xin,ZHUMing2han(CollegeofCommunicationandElectricEngineering,HunanUniversityofArtsandScience,Changde415000,China)摘要:设计了一种在公路上利用车载单目机器视觉测量前方车距的方法,利用计算机视觉理论与方法,在对行车道内的前方车辆进行快速探测以及对摄像机进行预先标定的基础上,探讨仅利用摄像机参数和道路几何模型,计算前方车辆距离的方法,即基于单目视觉测距系统的智能防撞装置。该装置安装在车辆前部,,险情发生前,,,事故发生的目的。关键词:机器视觉;摄像机参数;前车距离;智能防撞:TM301.2;TP391.41文献标识码:A:100122257(2008)0920056205Abstract:Designedanewmethodofmeasuringtheleadingvehicledistanceusingtheon2boardmo2nocularcameraisproposedinthispaper.Usingthetheoryandmethodofthecomputervision,onthebasisofquickdetectionofleadingvehicleinthelaneandcalibrationofcamera.Aleadingvehicledistanceevaluatingmethodusingonlytheintrinsicparametersofthecameraandthegeometrymodelofloadisdiscussed,whichadapttothehighwayandthesituationofourcountry.Thisdevicefixedtothevehicleforepart,whichiskeepingonscou2tingthiscarandformercar.Beforeanaccidentoc2curs,thisdevicegivesanalarmtoremindpilottodecelerateorapplyabreak,whichcanavoidthecartailcollisioneffectively.Keywords:machinevisionarametersofthe收稿日期:2008208201基金项目:湖南省教育厅资助科研项目(06C578)camera;leadingvehicledistance;intelligenceautoanti2collision0,、价格昂、实时性受到限制和易受天气等环境的干扰,使得汽车防撞装置的防撞阻止交通事故的效率不高。系统采用了基于单目视觉测距原理[1-2]的传感器方案,并应用于汽车防撞系统中的测距部分,利用高像素的摄像机采集前方道路的状况,经过计算机进行图像的预处理和道路几何模型的算法计算出前方车辆的距离,并将结果送给司机,单目视觉测距具有较高的实时性,能快速反应路面状况,并且价格实惠。1系统结构设计系统结构如图1所示。摄像机采集图像,并对其进行预处理,采用二值图阈值判定的原则,确定障碍物。本文所用的是基于Hough算法的道路测距模型,将测距模型的特征与采集的道路图像的特征进行匹配,并把模型参数代入测距模型,计算出车间距离。图1系统结构2系统研究与实现2.1摄像机定标在三维视觉领域内的摄像机标定,就是通过获取的摄像机内外参数,从计算机图像中推知三维信息,或从三维信息计算出目标在图像中的坐标。《机械与电子》2008(9)?56??1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.://wwwki系统需要寻求一种不加入任何其它限制的条件下,利用图像中的平行、正交等几何关系和消隐点的相关知识,实现数码相机参数的自标定方法。由于道路图像边缘一般是平行的,依据摄影几何的知识,空间一组平行线所成的像在图像平面上相交于同一点,这一点被称为消隐点。利用图像中的障碍物及其阴影的垂直关系以及道路边缘平行线的消隐点,就可以对摄像机进行完全标定了。在此采用了针孔摄像机线性成像模型,摄像机内参数为5参数,则世界坐标系下点P(Xw,Yw,Zw)与其对应的图像映射点p(u,v)成像模型为:ufsa×fu0v2.2图像处理及障碍物目标提取系统的总算法流程如图3所示。图3系统算法总流程0XwRTYwZwv=000Xw10T1=KMYwZw11这里摄像机外参数由3×3的旋转矩阵R和平移矩阵T组成。定义了世界坐标系与摄像机坐标系的转换关系。为方便起见,借助刚体转动的3个欧拉角表示R矩阵为:cosαsinβ+cosβsinαcosγcosαcosγ+sinγcosβsinαsinαsinR=sinαsinβ+cosαcosβcosγ-sin+cosαcosβsinγ-sinβsinγ-cosαcos-cosβ(2)-sinβcosγ根据投影几何,设图2为某一矩形ABCD所成的像,则可以分别得到2对平行线相交所形成的2个消隐点V1和V2。又由于摄像机光心与消隐点的连线与形成该消隐点的空间平行线平行。根据这一...