基于嵌入式技術(shù)的車(chē)載圖像監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、汽車(chē)保有量增加,公路交通擁擠,交通事故頻發(fā),公路交通安全問(wèn)題日益突出,促使汽車(chē)安全輔助駕駛技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。利用傳感器監(jiān)控行車(chē)環(huán)境對(duì)處于危險(xiǎn)狀態(tài)的汽車(chē)及時(shí)報(bào)警的防撞安全預(yù)警系統(tǒng),是提高道路交通安全的有效手段,是智能交通研究領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分。目前絕大部分安全輔助駕駛技術(shù)利用通用PC機(jī)主頻高處理速度快的特點(diǎn),采用PC機(jī)作為處理平臺(tái),然而,通用PC機(jī)冗余的功能、高額的成本和較大的體積是應(yīng)用在車(chē)載系統(tǒng)中難以克服的瓶頸。嵌入式軟硬件系統(tǒng)憑借

2、實(shí)時(shí)性、低資源占用性以及體積小巧等特點(diǎn),為汽車(chē)安全輔助駕駛系統(tǒng)的應(yīng)用研究與開(kāi)發(fā)提供了實(shí)用的技術(shù)手段。
　　 本文利用嵌入式技術(shù)對(duì)車(chē)道偏離預(yù)警以及最小安全車(chē)距預(yù)警進(jìn)行了深入研究,有利于防撞安全預(yù)警系統(tǒng)的實(shí)用化和產(chǎn)品化,對(duì)于提高車(chē)輛的主動(dòng)安全性,降低交通事故發(fā)生率,減小交通事故帶來(lái)的危害具有重要意義。本文提出了利用駕駛員駕駛過(guò)程的數(shù)據(jù)分析駕駛員的駕駛特性,對(duì)于更加科學(xué)地分析駕駛員駕駛特性、加強(qiáng)駕駛員的培訓(xùn)與管理具有一定的理論意義和工

3、程應(yīng)用價(jià)值。
　　 論文以視覺(jué)傳感器獲取車(chē)輛前方環(huán)境信息,對(duì)道路標(biāo)識(shí)線的識(shí)別與車(chē)輛偏離車(chē)道預(yù)警算法進(jìn)行了研究,以檢測(cè)前方車(chē)輛的方位為基礎(chǔ),建立最小安全車(chē)距預(yù)警模型預(yù)防汽車(chē)縱向碰撞的發(fā)生,根據(jù)車(chē)輛在行駛過(guò)程中的橫向位置信息對(duì)駕駛員駕駛特性進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)。最后,基于DSP和ARM芯片的雙核硬件平臺(tái)和Linux操作系統(tǒng)完成了嵌入式車(chē)載圖像監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　 利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)理論和技術(shù),研究了一種道路標(biāo)識(shí)線的圖像檢測(cè)方

4、法與車(chē)輛偏離車(chē)道預(yù)警規(guī)則。以經(jīng)中值濾波、Sobel算子邊緣檢測(cè)和最大類(lèi)間方差閾值分割預(yù)處理后的道路圖像為基礎(chǔ),通過(guò)直線的矢量基元表示法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)Hough變換加以改進(jìn)實(shí)現(xiàn)道路標(biāo)識(shí)線的提取與跟蹤,提高了道路標(biāo)識(shí)線的識(shí)別速度。基于攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)的標(biāo)定,依據(jù)車(chē)輛相對(duì)道路標(biāo)識(shí)線的橫向位置和橫向偏轉(zhuǎn)角提出了基于橫向距離和橫向速度的車(chē)道偏離預(yù)警算法,實(shí)驗(yàn)表明該方法能夠充分考慮車(chē)輛的橫向速度與動(dòng)態(tài)偏轉(zhuǎn)角度對(duì)車(chē)輛偏離的影響。
　　 基于單目視覺(jué)和透

5、視投影變換原理,對(duì)防控車(chē)輛縱向碰撞的最小安全車(chē)距預(yù)警算法進(jìn)行了研究。采用車(chē)輛陰影特征和車(chē)輛對(duì)稱(chēng)性特征的有條件聯(lián)合方法識(shí)別檢測(cè)前方車(chē)輛目標(biāo),利用Kalman濾波原理預(yù)測(cè)車(chē)輛在序列圖像幀中的運(yùn)動(dòng)方位,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的跟蹤,緩和了車(chē)輛檢測(cè)準(zhǔn)確性要求與實(shí)時(shí)性要求之間的矛盾。以已識(shí)別車(chē)輛的矩形底邊界為基礎(chǔ)給出在結(jié)構(gòu)化道路上車(chē)輛間縱向距離的計(jì)算方法；提出了基于前車(chē)狀態(tài)的最小安全車(chē)距預(yù)警模型,實(shí)驗(yàn)證明,該方法緩解了理論計(jì)算的安全距離與駕駛員認(rèn)知的習(xí)慣

6、安全距離不相一致的矛盾。
　　 根據(jù)已檢測(cè)出的道路標(biāo)線以及車(chē)輛相對(duì)道路標(biāo)線的橫向距離,利用數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)發(fā)現(xiàn)理論(KDD)研究駕駛員在車(chē)輛行駛過(guò)程體現(xiàn)出的駕駛特性。建立駕駛員車(chē)道內(nèi)行駛安全性評(píng)價(jià)模型,對(duì)駕駛員車(chē)道內(nèi)行駛的橫向距離數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,以模糊隸屬度評(píng)價(jià)駕駛員車(chē)道內(nèi)行駛的安全性。建立駕駛員換道超車(chē)行駛軌跡曲線模型并根據(jù)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合,利用信息融合技術(shù)對(duì)相似行駛軌跡曲線進(jìn)行融合使得算法具有自適應(yīng)性,提出換道超車(chē)操作穩(wěn)定性