[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器視覺的安全車距檢測方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911314890.2
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN111126237A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭強(qiáng);徐向華;劉慶淼;魏文展;方一帆;蔣曉彤
• 申請（專利權(quán)）人: 山東財經(jīng)大學(xué);山東大學(xué);山東仁功智能科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06N3/04;G06N3/08;G08B21/24;G08G1/0965;G08G1/133;G08G1/16
• 代理公司: 北京華際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11676
• 代理人: 褚慶森

1.一種基于機(jī)器視覺的安全車距檢測方法，其特征在于，通過以下步驟來實(shí)現(xiàn)：

a).建立訓(xùn)練素材庫，利用安裝于車輛上的預(yù)警裝置，采集多種行駛場景下其前方貨車和小型車輛的圖片作為訓(xùn)練素材，所采集的圖片要保證車輛的車牌是完全可見的，并將圖片處理為統(tǒng)一的正方形；預(yù)警裝置包括攝像頭、電源和語音提示模塊；

b).圖片標(biāo)注，對經(jīng)步驟a)處理后的圖片進(jìn)行手工標(biāo)注，標(biāo)注內(nèi)容為圖片中車牌所在區(qū)域和車牌類型，得到多種行駛場景下車輛的各類車牌數(shù)據(jù)集；

c).獲得車牌檢測模型，建立基于深度學(xué)習(xí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和多框目標(biāo)檢測CAFFE-SSD的車牌檢測網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練模型，經(jīng)步驟b)中的數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集、測試集和驗(yàn)證集，將訓(xùn)練集數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取處理，按照建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，獲得用于車牌檢測的目標(biāo)檢測模型；

d).建立車距檢測模型，根據(jù)攝像頭成像過程中的相似三角形原理建立車距檢測數(shù)學(xué)模型，并將該算法加入訓(xùn)練好的車牌檢測模型中；

設(shè)預(yù)警裝置的攝像頭距離車輛前端的距離為L，實(shí)際車距為d，攝像頭的成像焦距為f，車牌的實(shí)際寬度為H，車牌在成像傳感器上對應(yīng)的像素寬度為h，根據(jù)攝像頭成像過程中的相似三角形原理可得：

f/(d+L)＝h/H (1)

由公式(1)可得：

d＝f*H/h-L (2)

e).獲得車距檢測模型，以CAFFE-SSD為訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并在訓(xùn)練中調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)在迭代過程中損失函數(shù)趨于收斂，最終形成車距檢測的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)檢測模型；

f).建立車輛實(shí)時相對車速與車距的分段函數(shù)算法，并加入車距檢測模型算法中；

g).算法模型部署，將訓(xùn)練好的車距檢測模型以及相對車速與車距的分段函算法進(jìn)行部署并同步實(shí)時檢測，當(dāng)檢測出司機(jī)因疲勞駕駛忽略安全車距時，語音提示模塊自動報警，以避免交通事故的發(fā)生。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的安全車距檢測方法，其特征在于：步驟f)中，車距根據(jù)車牌在當(dāng)前圖片中的成像大小，利用步驟d)中的公式(2)進(jìn)行求取；相對車速根據(jù)相鄰兩幀圖片所對應(yīng)的車距變化來求取，其求取公式如下：

公式(3)中，v為當(dāng)前相對車速，d₂為根據(jù)當(dāng)前圖片所獲取的車距，d₁為根據(jù)前一圖片所獲取的車距；t₂為當(dāng)前圖片所獲取的時刻，t₁為前一圖片所獲取的時刻。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于機(jī)器視覺的安全車距檢測方法，其特征在于，步驟f)中所建立的車輛實(shí)時相對車速與車距的分段函數(shù)算法中：

相對車速不大于20km/h時，車距小于10m，則認(rèn)為不滿足安全車距要求；

相對車速在20～30km/h時，車距小于15m，則認(rèn)為不滿足安全車距要求；

相對車速在30～40km/h時，車距小于25m，則認(rèn)為不滿足安全車距要求；

相對車速在40～50km/h時，車距小于35m，則認(rèn)為不滿足安全車距要求；

相對車速在50～60km/h時，車距小于45m，則認(rèn)為不滿足安全車距要求；

相對車速在60～70km/h時，車距小于65m，則認(rèn)為不滿足安全車距要求；

相對車速在70～80km/h時，車距小于75m，則認(rèn)為不滿足安全車距要求；

相對車速在80～90km/h時，車距小于85m，則認(rèn)為不滿足安全車距要求；

相對車速在90～100km/h時，車距小于95m，則認(rèn)為不滿足安全車距要求。