[發明專利]一種基于單目機器視覺的車輛轉彎半徑測量方法

有效

• 申請號: 202010972130.7
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112284272B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 盧澤民;譚國慶;魏新華;李林;王愛臣;崔冰波
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08;G01M17/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種基于單目機器視覺的車輛轉彎半徑測量方法，在水平地面上方固定一個標定標點，每移動一次拍攝一次標定標點照片，計量出每張照片中標點中心像素高度坐標，擬合出標定標點和標定相機之間水平距離與像素高度坐標之間的變化函數；在水平地面設置位于同一個圓上的m個測量標點，車載相機連續拍攝m個測量標點視頻，截取相機視野框中處于中線位置照片并計量出測量標點中心像素高度坐標，由變化函數得到每個測量標點和車載相機之間的m個水平直線距離，分別以m個測量標點中心為圓心，以m個水平直線距離為半徑對應地畫出m個圓弧，每段圓弧的共切圓的半徑即為車輛轉彎半徑；本發明測量準確、當用相同型號相機時不需重復標定。

技術領域

本發明屬于車輛運動學領域和數字圖像處理技術領域，具體涉及一種基于單目機器視覺的車輛轉彎半徑測量方法。

背景技術

車輛轉彎半徑是車輛性能的重要參數，其測量方法是車輛運動學需要研究的內容之一。傳統的對車輛轉彎半徑和行駛軌跡的測量方法大致有以下幾種：一是殘存法，即在車輛的頭尾處安裝噴嘴，在車輛行駛時連續噴射，以此描繪車輛行駛軌跡，得到轉彎半徑；二是五輪儀的間接測量方法，即利用五輪儀加速度計測量車輛的瞬時速度或加速度，經過換算獲得車輛的行駛軌跡，得到其轉彎半徑；三是采用GPS技術和激光測距定位法等。

采用圖像技術測量車輛轉彎半徑和行駛軌跡已比較普遍，例如設計多條橫縱標識線，將標識線貼于地面上，通過圖像處理、坐標計算等獲得車輛當前的絕對位置，并推算出各點的行駛軌跡，但在路面上貼標示線工作量大，成本較高，且易受路面狀況的影響，不能夠精確的測量出車輛的轉彎半徑和行駛軌跡。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于單目機器視覺的車輛轉向半徑測量方法，解決了現有技術中存在的成本高、工作量大，精度低的問題。

本發明采用的技術方案包括以下步驟：

步驟A：在水平地面上方固定一個標定標點，使標定標點的中心在標定相機的視野框處于垂直中線位置上，將標定相機沿水平直線向后移動n次，每移動一次拍攝一次標定標點的照片，計量出每張照片中標定標點中心的像素高度坐標y，擬合出標定標點和標定相機之間的水平距離x與像素高度坐標y之間的變化函數為y＝f(x)；

步驟B：在水平地面設置m個相同的測量標點，m≥3，m個測量標點位于同一個圓上，在車輛頂部架設車載相機且車輛作圓周運動，車載相機連續拍攝m個測量標點的視頻，截取每個測量標點在車載相機視野框中處于中線位置的照片，計量出每張照片中測量標點中心的像素高度坐標y_i，i＝1，2，3...m，由所述的變化函數為y＝f(x)得到每個測量標點和車載相機之間的m個水平直線距離x_i；

步驟C：分別以m個測量標點的中心為圓心，以m個水平直線距離x_i為半徑，對應地畫出m個圓弧L_i，得到與每段圓弧L_i都相切的共切圓，該共切圓的半徑即為車輛的轉彎半徑。

步驟A中，在初始位置時標定相機的鏡頭與標定標點的水平距離為A，垂直高度差為h，拍攝下初始位置時的標定標點的照片，然后將標定相機沿水平直線向遠離標定標點的方向每隔水平距離ΔA向后移動，拍照得到n+1張照片。

步驟B中，m個測量標點與車載相機的高度差是h。

步驟B中，所述的m個測量標點的大小和規格與標定標點相同，所述的車載相機與標定相機的型號相同。

本發明采用上述技術方案后具有以下有益效果：

本發明通過結合數字圖象處理技術，具備精確的測量轉彎半徑和行駛軌跡的功能，測量準確、方法簡單，當用相同型號的相機時，不需進行重復標定，減小了工作量。為車輛彎道行駛特性參數的測量提供一種可靠的解決方案，測量精度較高，且成本較低，可廣泛應用于車輛彎道行駛特性參數的測量中。

附圖說明