[發明專利]一種基于單目視覺的夜間車輛檢測方法

有效

• 申請號: 201210523623.8
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103034843A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 解梅;余宇;慕春雷
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06K9/60;G08G1/16
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，涉及圖像分割和圖像顏色特征檢測技術，主要應用于車輛智能輔助駕駛領域，以解決車輛智能輔助駕駛技術中的車輛防碰撞技術問題。?

背景技術

智能交通系統是一項龐大的社會性的系統工程，包括輔助安全駕駛系統、先進的交通管理系統、商用車輛運營系統、電子收費系統、公共交通運營系統、應急管理系統、先進的車輛控制系統等。其中，智能輔助駕駛系統是這個系統之中成本較小，與民眾關系較為密切，而具有相當明顯的社會效應的重要組成部分，具有巨大的社會經濟發展潛力，能夠顯著地提高交通的安全水平，增加交通的機動性，降低汽車運輸對環境的影響，提高汽車運輸生產率和經濟效益。其中，相對雷達、激光、超聲波、紅外線等傳感器進行感知道路環境，視覺傳感系統具有不可忽視的優點。在實際生活中，駕駛員通過視覺可以獲得90%以上的環境信息，并且視覺采集設備具有相對廉價，直觀，通用性強等優點。詳見文獻：Massimo?Bertozzi,Albert0?Broggi,Gianni?Conte,Alessandra?Fasciolj.Obstacle?and?Lane?Detection?on?ARGO.1997IEEE?Conf.Intelligent?Transportation?Systems,IEEE?Press,1997,p.449等。?

研究顯示，若在公路交通事故發生前的1.5秒給駕駛員發出預警，則可避免的90%交通碰撞事故。因此，通過在汽車上安裝車輛防碰撞預警系統，利用技術手段分析車道、周圍車輛的狀況等駕駛環境信息，一旦當駕駛員發生疲勞及精神分散、汽車出現車距過近，存在追尾可能時，能夠及時給予駕駛主動預警，是減少公路交通事故行之有效的技術措施。車輛防碰撞預警系統的基本原理是：系統通過圖像傳感器獲取前方車輛的幾何信息，通過車輛運動參數傳感器獲取決策算法所必需的車輛運動參數如車速、車輛轉向狀態等，系統根據這些結果結合系統設定的相關參數判斷是否將會發生車輛碰撞。詳見文獻JANSSONJ,JOHANNSSONJ.Decision?making?for?collision?avoidance?system?2002?Society?of?Automotive?Engineers.Pennsylvania:World?Headquarters,2002.陳勇楊尚罡.汽車防撞預警系統的研究與發展.計算機仿真,2006,(12).?

對道路上車輛檢測的研究，目前大致可以分為下列幾種類型的方法：?

1、基于先驗知識的方法：一般來說，車輛作為大規模工業生產產品，其外形比較規則。很多車輛檢測計算方法都利用車輛外形的一些先驗知識來實現檢測圖像中是否存在車輛的功?能。一般來說，被利用最多的車輛檢測的知識包括：對稱性、色彩、陰影、角點、豎直/水平方向邊緣、紋理和車燈等。?

2、基于光流場分析的方法：這類方法利用來自同一攝像機對目標車輛的連續多次觀測來檢測運動的目標。這類方法無需任何攝像機標定，能夠檢測廣義障礙物，并可以計算出車輛的主運動和障礙物的相對運動。但是，對相鄰兩幀間圖像匹配的計算量非常大，而且當障礙物靜止或運動速度很慢時失效。?

3、基于立體視覺的方法：這類方法使用來自不同視角的多個攝像機在同一時刻的對同一目標車輛的多次觀測來測量視覺系統與目標間的深度信息來檢測車輛的存在。傳統的立體視覺使用基于三維重構的方法，但由于常需使用復雜的匹配算法，導致計算量相當大，不適合實時應用。?

夜間車輛檢測最明顯的特征就是高亮的尾燈，在圖像上呈高亮的白色車燈對或者是明顯的紅球(根據所用攝像機的不同，成像效果不一樣)。利用基于先驗知識的方法，形態學算子結合顏色信息能夠在夜間光照條件較差的條件下提取尾燈特征，從而根據車輛大小的先驗信息，檢測出目標車輛的存在及其在圖像上的位置，并使用卡爾曼濾波器跟蹤。但由于夜間光照強度仍有強弱，往往不能得出一個通用性強的準則來進行尾燈的提取。并且由于環境的復雜，會帶來例如道路反光、標示牌反光的各種極容易造成誤檢的信息。?

發明內容

本發明提供一種基于單目視覺的夜間車輛檢測方法，該方法利用圖像處理技術處理采集到的視頻圖像，根據圖片的顏色信息確定合適的閾值進行尾燈的提取，再輔以基于sift特征的adaboost分類器，可以使檢測的準度高，實時性好，在減少誤檢的前提下依然保持高速的檢測。?

為了方便地描述本發明內容，首先對一些術語進行定義。?