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

1、汽車保有量增加,公路交通擁擠,交通事故頻發(fā),公路交通安全問題日益突出,促使汽車安全輔助駕駛技術(shù)成為研究熱點。利用傳感器監(jiān)控行車環(huán)境對處于危險狀態(tài)的汽車及時報警的防撞安全預(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機主頻高處理速度快的特點,采用PC機作為處理平臺,然而,通用PC機冗余的功能、高額的成本和較大的體積是應(yīng)用在車載系統(tǒng)中難以克服的瓶頸。嵌入式軟硬件系統(tǒng)憑借

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

3、程應(yīng)用價值。
　　 論文以視覺傳感器獲取車輛前方環(huán)境信息,對道路標(biāo)識線的識別與車輛偏離車道預(yù)警算法進行了研究,以檢測前方車輛的方位為基礎(chǔ),建立最小安全車距預(yù)警模型預(yù)防汽車縱向碰撞的發(fā)生,根據(jù)車輛在行駛過程中的橫向位置信息對駕駛員駕駛特性進行了分析與評價。最后,基于DSP和ARM芯片的雙核硬件平臺和Linux操作系統(tǒng)完成了嵌入式車載圖像監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。
　　 利用計算機視覺理論和技術(shù),研究了一種道路標(biāo)識線的圖像檢測方

4、法與車輛偏離車道預(yù)警規(guī)則。以經(jīng)中值濾波、Sobel算子邊緣檢測和最大類間方差閾值分割預(yù)處理后的道路圖像為基礎(chǔ),通過直線的矢量基元表示法對標(biāo)準(zhǔn)Hough變換加以改進實現(xiàn)道路標(biāo)識線的提取與跟蹤,提高了道路標(biāo)識線的識別速度。基于攝像機內(nèi)外參數(shù)的標(biāo)定,依據(jù)車輛相對道路標(biāo)識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道偏離預(yù)警算法,實驗表明該方法能夠充分考慮車輛的橫向速度與動態(tài)偏轉(zhuǎn)角度對車輛偏離的影響。
　　 基于單目視覺和透

5、視投影變換原理,對防控車輛縱向碰撞的最小安全車距預(yù)警算法進行了研究。采用車輛陰影特征和車輛對稱性特征的有條件聯(lián)合方法識別檢測前方車輛目標(biāo),利用Kalman濾波原理預(yù)測車輛在序列圖像幀中的運動方位,從而實現(xiàn)對車輛的跟蹤,緩和了車輛檢測準(zhǔn)確性要求與實時性要求之間的矛盾。以已識別車輛的矩形底邊界為基礎(chǔ)給出在結(jié)構(gòu)化道路上車輛間縱向距離的計算方法；提出了基于前車狀態(tài)的最小安全車距預(yù)警模型,實驗證明,該方法緩解了理論計算的安全距離與駕駛員認知的習(xí)慣

6、安全距離不相一致的矛盾。
　　 根據(jù)已檢測出的道路標(biāo)線以及車輛相對道路標(biāo)線的橫向距離,利用數(shù)據(jù)庫知識發(fā)現(xiàn)理論(KDD)研究駕駛員在車輛行駛過程體現(xiàn)出的駕駛特性。建立駕駛員車道內(nèi)行駛安全性評價模型,對駕駛員車道內(nèi)行駛的橫向距離數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,以模糊隸屬度評價駕駛員車道內(nèi)行駛的安全性。建立駕駛員換道超車行駛軌跡曲線模型并根據(jù)采樣數(shù)據(jù)進行曲線擬合,利用信息融合技術(shù)對相似行駛軌跡曲線進行融合使得算法具有自適應(yīng)性,提出換道超車操作穩(wěn)定性