一種基于尾燈檢測的夜間車距測量方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于尾燈檢測的夜間車距測量方法，具體為：將RGB彩色攝像機安裝在本車前擋風玻璃后，用以拍攝前車尾燈的圖像；將采集得到的彩色圖像分解，選擇R分量圖像進行二值化處理，得到二值圖像；對二值圖像采用形態學去噪處理，處理后的圖像記為；對圖像進行尾燈檢測與標記，獲得尾燈的中心坐標；求取圖像中尾燈中點坐標、圖像底邊中點坐標并計算其對應的道路平面坐標；最后計算攝像機最近視野到本車前端的距離和前車與攝像機最近視野的距離，最終獲得本車與前車的距離。
【專利說明】一種基于尾燈檢測的夜間車距測量方法【技術領域】
[0001]本發明屬于計算機視覺領域，具體涉及一種基于尾燈檢測的夜間車距測量方法。【背景技術】
[0002]近年來，隨著汽車數量的急劇增加，汽車安全駕駛也成為了世界性的社會問題。為保障汽車行駛安全，發展汽車的主動安全技術十分必要，其中通過測距技術獲得前車或障礙物的距離是其中的一項關鍵技術，可廣泛用于主動避撞，自動巡航，智能大燈等應用中。
[0003]目前，運用于汽車測距的方法多種多樣，主要有以下幾種方式:超聲波測距、毫米波雷達測距、激光測距以及視覺測距等方法。超聲波測距儀雖然原理簡單，制作方便，成本較低。但其作為高速行駛車輛上的測距傳感器則不可取，主要是因為超聲波的速度受外界溫度等因素影響較大，無法實現精確測距，另外由于超聲波能量是與距離的平方成正比而衰減的，只適用于較短距離。雷達測距儀作為長距離傳感器，雖然測量精度高，并且可探測多目標，且分辨力好，受天氣影響小，但是它受電磁波干擾，雷達裝置相互間以及其它通信設施的電磁波被會干擾雷達的正常工作。目前的激光測距儀主要有兩種:一種是利用計數原理測量距離，它的缺點很明顯:光波的速度很快，對計數器的要求很高，并且距離越短，誤差也就越大；另一種是利用相位原理測距，但相位式激光測距存在著后續信號處理復雜，器件性能要求高的缺點。
[0004]采用計算機視覺技術的視覺測距系統是近年來測距領域中發展起來的新型技術，它是一種“基于圖像的距離測量方法”，即把圖像當作檢測和傳遞信息的手段或載體而加以利用的測量方法，最終目的是提取圖像的特征信號，從圖像中獲取被測對象的實際距離信息。視覺測量技術在精度、速度、智能化等方面具有很強的適應性，并具有高精度、穩定性好、非接觸性測量等特點，因此它在智能車輛輔助駕駛導航的安全距離測量中應用極為廣泛。
[0005]在利用視覺技術獲得三維信息方面，通常有單目系統和雙目系統(或多目系統)兩種方式。雙目視覺模仿人類利用雙目視差感知距離的方法，實現對三維信息的感知。但是雙目視覺算法具有一個致命弱點，那就是圖像匹配問題。在三維場景投影為二維圖像的過程中存在著畸變和噪聲，深度和不可見部分的信息被丟失了，因而產生了同一物體在不同視角下的圖像會有極大的不同，以及后面的物體被前面的物體遮擋而丟失特征信息等問題，這些都將增大圖像匹配的難度。單目視覺方法采用單幅圖像根據攝像機的焦距和事先確定的參數來估算深度信息，單目視覺系統結構簡單，成本低，無需圖像匹配，計算機在同一時間內只需要處理單幅圖像，大大節約了計算機處理時間。基于單目視覺的車輛測距方法有很多，但本質都是利用車輛本身特征把車輛從背景區域中分割開來，然后利用一些幾何約束條件得到深度信息。常用車輛檢測方法利用顏色、紋理、陰影、邊緣、對稱性等特征來檢測車輛，但在夜間環境下道路較為黑暗，以上方法不再適用，需要尋找另一種穩定的車輛目標特征來實現目標檢測和距離測量。
【發明內容】
[0006]本發明設計了一種基于尾燈檢測的夜間車距測量方法，其解決了上述存在的技術問題。
[0007]為了解決上述存在的技術問題，本發明采用了以下方案:
一種基于尾燈檢測的夜間車距測量方法，其特征在于:包括以下步驟:
步驟1:將RGB彩色攝像機安裝在本車前擋風玻璃后，并設置攝像機為自動曝光模式，用以拍攝前車尾燈的圖像，攝像機到路面的高度為k，攝像機的俯仰角為Q，垂直方向的視角為2α水平方向的視角為W ；
步驟2:將步驟I采集得到的彩色圖像分解，分成R、G、B三個彩色分量圖像；
步驟3:選擇步驟2中某一分量圖像進行二值化處理，得到二值圖像J ，
步驟4:對二值圖像J千用形態學去噪處理，處理后的圖像記為/ ；
步驟5:對圖像J_進行尾燈檢測與標記:對圖像/，按行從下到上掃描，確定尾燈疑似區域；對尾燈疑似區域做橫向滑窗相關運算，當相關值大于門限值T = 20時，即為檢測到的尾燈,記錄尾燈的中心坐標；
步驟6:求取圖像J中兩尾燈之間的中點坐標、圖像J_底邊中點坐標并計算對應的道路平面坐標:
設檢測到的尾燈中心坐標為和,尾燈之間連線近似前車輛的下邊緣,取連線的中點坐標為OpV1) , Ul^ixt +X7)/!, V1=JF1 ^y2 ;圖像平面底邊中點的坐標為
(U3，V2)；
根據圖像坐標與道路平面坐標之間的對應關系，計算(?) (U2，v3)對應的道路平面坐標(H)，公式為:
【權利要求】
1.一種基于尾燈檢測的夜間車距測量方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:將RGB彩色攝像機安裝在本車前擋風玻璃后，并設置攝像機為自動曝光模式，用以拍攝前車尾燈的圖像，攝像機到路面的高度為Λ，攝像機的俯仰角力垂直方向的視角為2?水平方向的視角為2及； 步驟2:將步驟I采集得到的彩色圖像分解，分解成R、G、B三個彩色分量圖像； 步驟3:選擇步驟2中某一分量圖像進行二值化處理，得到二值圖像J ； 步驟4:對二值圖像J采用形態學去噪處理，處理后的圖像記為/ ； 步驟5:對圖像/_進行尾燈檢測與標記:對圖像/，按行從下到上掃描，確定尾燈疑似區域；對尾燈疑似區域做橫向滑窗相關運算，當相關值大于門限值T = 20時，即為檢測到的尾燈,記錄尾燈的中心坐標； 步驟6:求取圖像J_中兩尾燈之間的中點坐標、圖像J'底邊中點坐標并計算對應的道路平面坐標: 設檢測到的兩尾燈中心坐標為和,尾燈之間連線近似前車輛的下邊緣，取連線的中點坐標為Ovvl) , --=(Χ|+χ7)/2, V1 =yr =y7 ;圖像平面底邊中點的坐標為(U2，V2)； 根據圖像坐標與道路平面坐標之間的對應關系，計算V1) (?P')對應的道路平面坐標(I1JV) (ι2=Λ)，公式為:
2.根據權利要求1所述的基于尾燈檢測的夜間車距測量方法，其特征在于:步驟3中選擇R分量圖像進行二值化處理，二值圖像J為:
3.根據權利要求1或2所述的基于尾燈檢測的夜間車距測量方法，其特征在于:步驟4中形態學去噪處理包括:設馬為3x3的結構元，鳥為5x3的結構元，先用馬對J進行開運算，去除部分小的噪點，再用鳥對J進行閉運算，平滑車燈的輪廓，處理后的圖像記為/:
I fJ0 BlJmB2 。
4.根據權利要求1至3任一所述的基于尾燈檢測的夜間車距測量方法，其特征在于:步驟5中，選取以圖像J中心點為原點的長X寬為,/2x 2的區域作為尾燈檢測區域進行尾燈檢測與標記，對尾燈檢測區域按行從下到上掃描，當值發生雙向躍變時，即從O到I再從I到O，標志位Flag加I，當標志位在一行掃描后大于2，連同當前行在內將連續5行作為尾燈疑似區域。
5.根據權利要求1至4任一所述的基于尾燈檢測的夜間車距測量方法，其特征在于:步驟5中，用5x5的窗口對尾燈疑似區域做橫向滑窗相關運算。
【文檔編號】G06T5/00GK103453890SQ201310344548
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月9日 優先權日:2013年8月9日
【發明者】孫銳, 王繼貞, 陳軍 申請人:奇瑞汽車股份有限公司