一种基于尾灯检测的夜间车距测量方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于尾灯检测的夜间车距测量方法，具体为：将RGB彩色摄像机安装在本车前挡风玻璃后，用以拍摄前车尾灯的图像；将采集得到的彩色图像分解，选择R分量图像进行二值化处理，得到二值图像；对二值图像采用形态学去噪处理，处理后的图像记为；对图像进行尾灯检测与标记，获得尾灯的中心坐标；求取图像中尾灯中点坐标、图像底边中点坐标并计算其对应的道路平面坐标；最后计算摄像机最近视野到本车前端的距离和前车与摄像机最近视野的距离，最终获得本车与前车的距离。
【专利说明】一种基于尾灯检测的夜间车距测量方法【技术领域】
[0001]本发明属于计算机视觉领域，具体涉及一种基于尾灯检测的夜间车距测量方法。【背景技术】
[0002]近年来，随着汽车数量的急剧增加，汽车安全驾驶也成为了世界性的社会问题。为保障汽车行驶安全，发展汽车的主动安全技术十分必要，其中通过测距技术获得前车或障碍物的距离是其中的一项关键技术，可广泛用于主动避撞，自动巡航，智能大灯等应用中。
[0003]目前，运用于汽车测距的方法多种多样，主要有以下几种方式:超声波测距、毫米波雷达测距、激光测距以及视觉测距等方法。超声波测距仪虽然原理简单，制作方便，成本较低。但其作为高速行驶车辆上的测距传感器则不可取，主要是因为超声波的速度受外界温度等因素影响较大，无法实现精确测距，另外由于超声波能量是与距离的平方成正比而衰减的，只适用于较短距离。雷达测距仪作为长距离传感器，虽然测量精度高，并且可探测多目标，且分辨力好，受天气影响小，但是它受电磁波干扰，雷达装置相互间以及其它通信设施的电磁波被会干扰雷达的正常工作。目前的激光测距仪主要有两种:一种是利用计数原理测量距离，它的缺点很明显:光波的速度很快，对计数器的要求很高，并且距离越短，误差也就越大；另一种是利用相位原理测距，但相位式激光测距存在着后续信号处理复杂，器件性能要求高的缺点。
[0004]采用计算机视觉技术的视觉测距系统是近年来测距领域中发展起来的新型技术，它是一种“基于图像的距离测量方法”，即把图像当作检测和传递信息的手段或载体而加以利用的测量方法，最终目的是提取图像的特征信号，从图像中获取被测对象的实际距离信息。视觉测量技术在精度、速度、智能化等方面具有很强的适应性，并具有高精度、稳定性好、非接触性测量等特点，因此它在智能车辆辅助驾驶导航的安全距离测量中应用极为广泛。
[0005]在利用视觉技术获得三维信息方面，通常有单目系统和双目系统(或多目系统)两种方式。双目视觉模仿人类利用双目视差感知距离的方法，实现对三维信息的感知。但是双目视觉算法具有一个致命弱点，那就是图像匹配问题。在三维场景投影为二维图像的过程中存在着畸变和噪声，深度和不可见部分的信息被丢失了，因而产生了同一物体在不同视角下的图像会有极大的不同，以及后面的物体被前面的物体遮挡而丢失特征信息等问题，这些都将增大图像匹配的难度。单目视觉方法采用单幅图像根据摄像机的焦距和事先确定的参数来估算深度信息，单目视觉系统结构简单，成本低，无需图像匹配，计算机在同一时间内只需要处理单幅图像，大大节约了计算机处理时间。基于单目视觉的车辆测距方法有很多，但本质都是利用车辆本身特征把车辆从背景区域中分割开来，然后利用一些几何约束条件得到深度信息。常用车辆检测方法利用颜色、纹理、阴影、边缘、对称性等特征来检测车辆，但在夜间环境下道路较为黑暗，以上方法不再适用，需要寻找另一种稳定的车辆目标特征来实现目标检测和距离测量。
【发明内容】
[0006]本发明设计了一种基于尾灯检测的夜间车距测量方法，其解决了上述存在的技术问题。
[0007]为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案:
一种基于尾灯检测的夜间车距测量方法，其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:将RGB彩色摄像机安装在本车前挡风玻璃后，并设置摄像机为自动曝光模式，用以拍摄前车尾灯的图像，摄像机到路面的高度为k，摄像机的俯仰角为Q，垂直方向的视角为2α水平方向的视角为W ；
步骤2:将步骤I采集得到的彩色图像分解，分成R、G、B三个彩色分量图像；
步骤3:选择步骤2中某一分量图像进行二值化处理，得到二值图像J ，
步骤4:对二值图像J千用形态学去噪处理，处理后的图像记为/ ；
步骤5:对图像J_进行尾灯检测与标记:对图像/，按行从下到上扫描，确定尾灯疑似区域；对尾灯疑似区域做横向滑窗相关运算，当相关值大于门限值T = 20时，即为检测到的尾灯,记录尾灯的中心坐标；
步骤6:求取图像J中两尾灯之间的中点坐标、图像J_底边中点坐标并计算对应的道路平面坐标:
设检测到的尾灯中心坐标为和,尾灯之间连线近似前车辆的下边缘,取连线的中点坐标为OpV1) , Ul^ixt +X7)/!, V1=JF1 ^y2 ;图像平面底边中点的坐标为
(U3，V2)；
根据图像坐标与道路平面坐标之间的对应关系，计算(?) (U2，v3)对应的道路平面坐标(H)，公式为:
【权利要求】
1.一种基于尾灯检测的夜间车距测量方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤1:将RGB彩色摄像机安装在本车前挡风玻璃后，并设置摄像机为自动曝光模式，用以拍摄前车尾灯的图像，摄像机到路面的高度为Λ，摄像机的俯仰角力垂直方向的视角为2?水平方向的视角为2及； 步骤2:将步骤I采集得到的彩色图像分解，分解成R、G、B三个彩色分量图像； 步骤3:选择步骤2中某一分量图像进行二值化处理，得到二值图像J ； 步骤4:对二值图像J采用形态学去噪处理，处理后的图像记为/ ； 步骤5:对图像/_进行尾灯检测与标记:对图像/，按行从下到上扫描，确定尾灯疑似区域；对尾灯疑似区域做横向滑窗相关运算，当相关值大于门限值T = 20时，即为检测到的尾灯,记录尾灯的中心坐标； 步骤6:求取图像J_中两尾灯之间的中点坐标、图像J'底边中点坐标并计算对应的道路平面坐标: 设检测到的两尾灯中心坐标为和,尾灯之间连线近似前车辆的下边缘，取连线的中点坐标为Ovvl) , --=(Χ|+χ7)/2, V1 =yr =y7 ;图像平面底边中点的坐标为(U2，V2)； 根据图像坐标与道路平面坐标之间的对应关系，计算V1) (?P')对应的道路平面坐标(I1JV) (ι2=Λ)，公式为:
2.根据权利要求1所述的基于尾灯检测的夜间车距测量方法，其特征在于:步骤3中选择R分量图像进行二值化处理，二值图像J为:
3.根据权利要求1或2所述的基于尾灯检测的夜间车距测量方法，其特征在于:步骤4中形态学去噪处理包括:设馬为3x3的结构元，鳥为5x3的结构元，先用馬对J进行开运算，去除部分小的噪点，再用鳥对J进行闭运算，平滑车灯的轮廓，处理后的图像记为/:
I fJ0 BlJmB2 。
4.根据权利要求1至3任一所述的基于尾灯检测的夜间车距测量方法，其特征在于:步骤5中，选取以图像J中心点为原点的长X宽为,/2x 2的区域作为尾灯检测区域进行尾灯检测与标记，对尾灯检测区域按行从下到上扫描，当值发生双向跃变时，即从O到I再从I到O，标志位Flag加I，当标志位在一行扫描后大于2，连同当前行在内将连续5行作为尾灯疑似区域。
5.根据权利要求1至4任一所述的基于尾灯检测的夜间车距测量方法，其特征在于:步骤5中，用5x5的窗口对尾灯疑似区域做横向滑窗相关运算。
【文档编号】G06T5/00GK103453890SQ201310344548
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2013年8月9日
【发明者】孙锐, 王继贞, 陈军 申请人:奇瑞汽车股份有限公司