車(chē)輛輪廓自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、如今，汽車(chē)數(shù)量急劇增長(zhǎng)，為了快捷有效的識(shí)別車(chē)輛改裝等違法行為，提高公路交通系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛的管理水平，本文研究和設(shè)計(jì)一種車(chē)輛輪廓自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛尺寸快速、準(zhǔn)確的自動(dòng)測(cè)量，為車(chē)輛管理部門(mén)提供有效的監(jiān)管手段。
　　通過(guò)對(duì)車(chē)輛輪廓測(cè)量手段的分析，提出了利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)對(duì)車(chē)輛尺寸進(jìn)行測(cè)量的方法。當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入測(cè)量區(qū)域時(shí)，首先觸發(fā)傳感器，測(cè)量系統(tǒng)啟動(dòng)，計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)字I/O卡控制攝像頭采集圖像。車(chē)輛頂部和側(cè)面的攝像頭連續(xù)不斷的采集車(chē)輛照片，采集完

2、成后通過(guò)圖像采集卡傳送給PC機(jī)。當(dāng)車(chē)輛駛出測(cè)量區(qū)域時(shí)，傳感器檢測(cè)到車(chē)輛駛離測(cè)量范圍后，計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)字I/O卡控制攝像機(jī)停止拍照。圖像通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)的軟件處理后顯示出車(chē)輛的最寬、最高、最長(zhǎng)值。
　　車(chē)輛輪廓自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中共有三組攝像機(jī)進(jìn)行拍照，每組有兩個(gè)相機(jī)組成雙目視覺(jué)系統(tǒng)，三組攝像機(jī)分別測(cè)量車(chē)輛的長(zhǎng)度、寬度和高度；測(cè)量系統(tǒng)使用光電開(kāi)關(guān)作為系統(tǒng)的觸發(fā)傳感器，通過(guò)數(shù)字I/0卡實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)通信；攝像機(jī)拍攝的圖片通過(guò)圖像采集卡傳送給計(jì)算機(jī)，

3、測(cè)量系統(tǒng)軟件處理圖像后得到最終尺寸結(jié)果。
　　系統(tǒng)需要對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行一次標(biāo)定，標(biāo)定的目的是得到三維世界坐標(biāo)與攝像機(jī)像素坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。論文中使用張正友標(biāo)定法進(jìn)行標(biāo)定，通過(guò)對(duì)圖像的處理得到攝像機(jī)的內(nèi)參和外參，標(biāo)定完成后保存數(shù)據(jù)，以備后續(xù)的測(cè)量使用。
　　計(jì)算機(jī)收到圖像后，測(cè)量軟件首先對(duì)圖像進(jìn)行背景差分、中值濾波、Canny邊緣檢測(cè)等處理。然后對(duì)圖像采用Harris算法提取特征點(diǎn)，利用相似性度量（NCC）算法對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行初始匹

4、配，利用隨機(jī)抽樣一致算法（Ransac）消除誤匹配。匹配完成后得到圖像的視差，根據(jù)視差計(jì)算出該點(diǎn)的三維坐標(biāo)。將三維坐標(biāo)中X或Y方向最大值、最小值進(jìn)行相減，即可得到車(chē)輛的尺寸值。
　　論文中圖像處理軟件的實(shí)現(xiàn)是以Visual Studio2010為平臺(tái)并結(jié)合OpenCV庫(kù)開(kāi)發(fā)。車(chē)輛輪廓自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)初步完成后，系統(tǒng)進(jìn)行了多車(chē)測(cè)量和單車(chē)的多次測(cè)量。測(cè)量的長(zhǎng)寬高尺寸與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，誤差小于1％，能夠滿足測(cè)量要求。目前系統(tǒng)僅處于研究階段，如果應(yīng)