[發明專利]基于雙目視覺的車距測量方法

無效

• 申請號: 200710025166.9
• 申請日: 2007-07-13
• 公開（公告）號: CN101294801A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 張為公;林國余
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01C3/00
• 分類號: G01C3/00;G01B11/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

技術領域

本發明涉及一種前方車輛與后方車輛之間的車距測量方法。

背景技術

作為智能交通系統(ITS)的重要組成部分，車輛的安全系統一直都是重要的研究領域，而前方車輛距離測量技術則是車輛安全系統中最為關鍵的技術之一。前方車輛車距測量技術不僅是當前車輛安全系統領域中研究的前沿和熱點，也是計算機視覺技術和電子技術相結合的高技術。前方車輛距離測量的精度在很大程度上決定了車輛安全系統性能。

在目前的車輛測距系統中，基于視覺的測距方法被公認是最有前途的一種方法，目前現有技術中大部分視覺測距系統采用的都是基于單目視覺原理的前方車輛車距測量的方法，這種方法通過一定的固定方式將攝像頭安置在車輛上，事先對安裝后攝像頭的高度和俯仰角度進行測量，并通過一系列的公式計算來實現對前方車輛距離的測量。采用這類方法雖然能夠使得系統的設計簡單、成本低且車距計算復雜度降低，但也存在著一些問題。首先，由于這種方法的測量結果強烈依賴于事先測量的攝像頭安裝高度和俯仰角度，因此隨著車輛行駛，攝像頭位置會由于抖動作用，不可避免地相對原先安裝位置發生變化，從而改變了攝像頭參數，尤其是俯仰角度，這會使測量結果發生偏差。其次這種單目測量車距方法對于處于地面附近的被測量點的測量較為準確，如果前方車輛上的被測量點距離地面有一定的高度，則此時測量結果存在較大誤差，尤其是兩車距離較近的時候，誤差更為明顯，這將嚴重影響車輛的安全性。

另一方面，雙目立體視覺作為一種先進的視覺測量方法，已經得到廣泛的應用，立體視覺可以直接恢復被測量點的三維坐標，從而可以精確得到空間距離信息。因此采用立體視覺測量前方車輛距離具有更好的準確性和可靠性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于雙目視覺的車距測量方法，解決了現有技術中測量誤差大的問題，本發明能夠自動根據車輛輪廓信息和道路信息，準確測量本車和前方車輛之間的距離，并自動補償由于車輛抖動引起的攝像機參數變化，提高系統測量的精確性和穩定性。

為達到上述技術目的，本發明采用的技術方案是：

采用立體視覺的自適應前方車輛車距測量系統獲取測量所需的參數，所述立體視覺的自適應前方車輛車距測量系統包括用于拍攝前方道路上信息的相機單元，所述相機單元包括第一相機C1和第二相機C2；所述第一相機C1和第二相機C2安裝在車輛擋風玻璃后面，選取所述相機單元中任一相機的坐標系作為整個測量過程的世界坐標系，該相機的光心作為所述世界坐標系的原點，記為O，標定所述相機單元中相機之間位置關系，獲取本車所在車道區域大小和車道線信息，將獲取的所述本車所在車道區域大小和車道線信息構成的矩形區域的面積記為S1；

步驟1：探測和驗證前方車輛的車輛外形輪廓的部分矩形區域，將獲得的前方車輛的車輛外形輪廓的部分矩形區域的面積記為S2；

步驟2：將獲取的所述本車所在車道區域大小和車道線信息構成的矩形區域面積S1與獲得的所述前方車輛的車輛外形輪廓的部分矩形區域面積S2進行比較，如果S1/S2＜＝閾值T，執行步驟3，如果S1/S2＞閾值T，執行步驟4，閾值T＝2；

步驟3：計算所述前方車輛的車輛外形輪廓的部分矩形區域的矩形的形心，記為P1，執行步驟5；

步驟4：提取所述前方車輛車牌輪廓的矩形區域的任一角的點，記為P2；

步驟5：恢復所述的P1或P2的三維坐標P；

步驟6：計算OP之間的距離，得到前后兩車之間的距離。

在本發明的一個優選實施例中，在計算前后車距的過程中，能同時對所述相機單元中的相機的外參數進行動態調整，方法如下：

步驟11：計算所述前方車輛所在車道的兩條車道線上點的三維坐標，記為Pi；

步驟12：根據所述兩條車道線上點的三維坐標Pi擬合空間平面V；擬合空間平面的方法如下：設三維點P_i坐標為(X_i，Y_i，Z_i)，平面方程為AX+BY+CZ+1＝0，則擬合的目的就是獲取平面方程參數A，B和C，將三維點P_i坐標代入AX+BY+CZ+1＝0中，構成如下方程組：