[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器視覺的模型汽車自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810017439.3
• 申請(qǐng)日: 2018-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN107943061A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹景勝;石晶;李剛;單鵬;魏丹;劉叢浩;屈小貞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02;G06K9/00;G06K9/40;G06K9/46
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11369
• 代理人: 李燁

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車自動(dòng)駕駛預(yù)研開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種基于機(jī)器視覺的模型汽車自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，汽車逐漸成為人們出行的重要交工具，但伴隨而來的是城市道路交通安全問題，居高不下的道路交通安全事故導(dǎo)致每年因交通事故造成的傷亡人數(shù)與日俱增。汽車安全與環(huán)境、人、車這三個(gè)因素息息相關(guān)。其中，人的因素最為重要，一旦人無法保持注意力，或者處理道路信息遲緩甚至錯(cuò)誤，就可能會(huì)導(dǎo)致駕駛操作上的失誤，甚至發(fā)生車禍。相關(guān)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，駕駛?cè)说男袨槟芰υ谄囻{駛過程中起到了決定性的作用，如果從交通事故中，去掉了“人”這一重要影響因素，那么道路交通安全事故數(shù)量將會(huì)有效減少。

隨著電子和通信技術(shù)的高速發(fā)展，通過車載攝像設(shè)備獲取前方行駛區(qū)域，對(duì)獲取的圖像進(jìn)行檢測(cè)分析，提取前方路況信息，然后智能控制轉(zhuǎn)向舵機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成汽車的智能無人駕駛，正逐漸成為當(dāng)前汽車工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明設(shè)計(jì)開發(fā)了一種基于機(jī)器視覺的模型汽車自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)裝置，本發(fā)明的發(fā)明目的是通過設(shè)置攝像頭支架，能夠解決多角度便捷調(diào)節(jié)進(jìn)行對(duì)道路前方進(jìn)行攝像的問題。

本發(fā)明設(shè)計(jì)開發(fā)了一種基于機(jī)器視覺的模型汽車自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)方法，本發(fā)明的發(fā)明目的是通過對(duì)攝像頭采集前方道路的圖像進(jìn)行處理進(jìn)行自動(dòng)駕駛的問題。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種基于機(jī)器視覺的模型汽車自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)裝置，包括：

電機(jī)；

舵機(jī)；

攝像頭，其通過攝像頭支架固定在所述模型汽車前端；

微控制器，其電聯(lián)所述攝像頭、所述電機(jī)和所述舵機(jī)；

其中，所述攝像頭支架包括：

固定板，其固定在所述模型汽車前端，所述固定板具有過道，其具有多個(gè)卡槽；

固定架，其頂部為圓球形，能夠在所述過道內(nèi)滑動(dòng)并且與所述卡槽卡合固定；

移動(dòng)架，其與所述固定架通過插銷可拆卸的套接；

連接架，其與所述移動(dòng)架底部固定連接，所述連接架兩側(cè)的連接臂設(shè)置連接臂通孔及連接臂導(dǎo)向槽，通過第一螺釘貫穿所述連接臂通孔將所述連接臂與所述攝像頭固定連接，通過第二螺釘貫穿所述連接臂導(dǎo)向槽將所述連接臂與所述攝像頭固定連接，并且所述第二螺釘可在所述連接臂導(dǎo)向槽內(nèi)調(diào)整安裝位置。

優(yōu)選的是，所述連接架上側(cè)的連接板設(shè)置連接板通孔及連接板導(dǎo)向槽，通過第三螺釘貫穿所述連接板通孔將所述連接板與所述移動(dòng)架固定連接，通過第四螺釘和第五螺釘貫穿所述連接板導(dǎo)向槽將所述連接板與所述移動(dòng)架固定連接，并且所述第四螺釘和第五螺釘可在所述板導(dǎo)向槽內(nèi)調(diào)整安裝位置。

優(yōu)選的是，所述固定架和移動(dòng)架均具有多個(gè)插銷孔。

優(yōu)選的是，所述導(dǎo)向槽設(shè)置為2個(gè)。

優(yōu)選的是，還包括：

圓柱彈簧，其設(shè)置在所述固定板與所述模型汽車之間。

優(yōu)選的是，所述微控制器為KL25芯片；以及

所述攝像頭為彩色或者黑白圖像傳感器。

一種基于機(jī)器視覺的模型汽車自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)方法，包括如下步驟：

攝像頭采集前方實(shí)驗(yàn)道路圖像，并且將采集的灰度圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿⒖刂破鲀?nèi)存緩沖區(qū)；

根據(jù)數(shù)字?jǐn)z像頭采集到的原始灰度圖像數(shù)據(jù)，對(duì)所述原始灰度圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行中值濾波進(jìn)行圖像降噪，然后將其二值化轉(zhuǎn)換為黑白二值圖像，最后進(jìn)行黑白圖像的邊緣檢測(cè)與識(shí)別，依據(jù)識(shí)別結(jié)果來判斷實(shí)驗(yàn)道路元素后控制舵機(jī)和電機(jī)來調(diào)節(jié)模型汽車行駛方向和速度；

其中，如果探測(cè)到前方有車輛或者障礙物時(shí)，發(fā)出蜂鳴器報(bào)警聲，做出主動(dòng)安全措施。

優(yōu)選的是，所述采用中值濾波進(jìn)行圖像降噪過程包括：

將圖像鄰域中的像素按照灰度級(jí)進(jìn)行排序，然后選擇該組的中間值作為輸出像素值：g(x,y)＝median{f(x-i,y-j)},(i,j)∈W；

其中，g(x,y)和f(x-i,y-j)分別為輸出和輸入的圖像灰度值，W為窗口模板。

優(yōu)選的是，所述二值化的過程包括如下步驟：

步驟一、計(jì)算待處理圖像的最大灰度值F_l和最小灰度值F_h，并假定初始經(jīng)驗(yàn)閾值為：

步驟二、基于所述閾值M₀將圖像判定為前景和背景，分別計(jì)算兩者的平均灰度值S_f和S_b：