基于嵌入式ARM芯片的前方车辆识别算法研究
发布时间：2021-07-03 05:06
提高前方车辆目标的辨识能力是目前汽车先进驾驶辅助系统（ADAS）研发的关键技术之一,对汽车的主动安全技术的发展具有一定的促进作用。本课题借鉴人工智能领域的机器学习理论和物联网领域的边缘计算理论,通过Haar特征分类器训练技术和Adaboost机器算法相结合,借助计算机视觉平台OpenCV进行分类器的离线训练。随后,与4G网络模块联合来搭建基于边缘计算的在线识别系统,将所得到的车辆分类器文件加载至所使用的嵌入式机器视觉OpenMV模块,并结合图像采集与处理技术,对前方车辆的在线检测展开研究。最后,参考相关国家标准,制定了测试方案,并进行实车道路场景测试。经验证,基本上满足FCW和AEB系统中对车辆目标辨识的需求,所设计的前方车辆识别系统和方法具有一定的可行性和实用性。本课题来源于福建省客车及特种车辆研发协同创新中心子课题——《基于激光测距和视觉信息融合的行车安全辅助系统研制》以及校外实习企业的在研项目《FL05基于机器视觉的嵌入式FCW系统研发》,主要研究内容包括:1.基于OpenCV车辆分类器的离线训练与生成。主要对前方车辆识别所使用的分类器文件的训练和生成作了详细论述,包括前方车辆的...
【文章来源】：厦门理工学院福建省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?ＳＡＥ的自动驾驶分级??现阶段的智能汽车多为Ｌ２级别，其表现为部分自动化，可以对汽车很横向??和纵向进行操作［６］，通过对方向盘和加减速的控制可实现前向碰撞预警（ＦＣＷ）、??
?厦门理工学院硕士学位论文???自动紧急制动（ＡＥＢ）、车道偏离预警（ＬＤＷ）、车道保持（ＬＫＡ）和自适应巡航??（ＡＣＣ）等等，以上系统和功能被统称为高级驾驶辅助系统网（Ａｄｖａｎｃｅｄ?Ｄｒｉｖｉｎｇ??Ａｓｓｉｓｔａｎｔ?Ｓｙｓｔｅｍ，ＡＤＡＳ）。如图１－２所７Ｆ，目前Ｌ２级别的驾驶辅助功能，就??可以很大程度上降低驾驶员的驾驶疲劳程度，提高汽车的主动安全性能，具有较??大的推广和应用价值。??１／?Ｖ?＇?一?＇供???．．??１??ｌ—??图１－２?ＡＤＡＳ驾驶辅助系统??而在汽车驾驶过程中，主要以纵向行驶为主，在ＡＤＡＳ系统中，ＦＣＷ和??ＡＥＢ系统也成为了最基础的要求和功能。与传统的汽车被动碰撞安全不同，ＦＣＷ??和ＡＥＢ系统可实时监控前方道路环境，一旦察觉到可能有潜在的碰撞危险时，??系统将会通过声光报警的方式提醒驾驶员必要时候还会主动进行制动干预，??避免碰撞发生或降低碰撞发生时的速度和能量，以减少人员和财产损失。现阶段，??多数ＦＣＷ和ＡＥＢ系统釆用毫米波雷达进行环境感知，判断与前车的相对距离??和车速，但仍然存在漏检和误检现象［１１］［１２］。??随着视觉技术的发展和产业化应用的迫切需要，越来越多的厂商和零部件供??应商开始探索基于视觉平台的解决方案，尤其是Ｍｏｂｉｌｅｙｅ的单目视觉ＡＤＡＳ系??统，处于行业领先水平，己在特斯拉、大众等车型上有所应用。但因其成本较高，??所搭载的车型多为高级轿车，还难以批量应用。另外，多数自动驾驶汽车采用基??于计算机平台的视觉解决方案，也因其需要工控机进行数据运算和处理，因其占??用空间大也难在车载环境下应用。故当前随着智能汽车发展和产业化的迫切需
统，部分方案还搭载在实车上进行了验证和测试。??１．２．１国外研究现状??早在１９９９年，以色列Ｍｏｂｉｌｅｙｅ公司就开始致力于汽车行业的计算机视觉算??法和驾驶辅助系统的芯片技术研宄。时至今日Ｍｏｂｉｌｅｙｅ己是国际ＡＤＡＳ领域的??领导厂商，在美国、德国、日本均设有研发分部。作为目前世界上最顶级的“智??能驾驶辅助系统”之一［１４］，?２０１７年３月１３日英特尔收购以色列Ｍｏｂｉｌｅｙｅ，其主??要成果和产品己集成在特斯拉、沃尔沃、宝马等世界知名汽车厂商的车辆中［１５］。??如图１－３所示，为安装有Ｍｏｂｉｌｅｙｅ系统的特斯拉车型进行自动驾驶演示。此外??据了解，沃尔沃的“城市安全系统（Ｃｉｔｙ?ｓａｆｅｔｙ?ｓｙｓｔｅｍ）?”和宝马的“车道偏离??预警系统（ＦＣＷ）?”均釆用了?Ｍｏｂｉｌｅｙｅ的核心芯片。??图１－?３特斯拉自动驾驶演示?图１－?４?Ｍｏｂｉｌｅｙｅ?５６０系统??Ｍｏｂｉｌｅｙｅ的视觉能力，来自ＥｙｅＱｘ系列视觉处理器和算法实现。这套系统??３??
本文编号：3261930
【文章来源】：厦门理工学院福建省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?ＳＡＥ的自动驾驶分级??现阶段的智能汽车多为Ｌ２级别，其表现为部分自动化，可以对汽车很横向??和纵向进行操作［６］，通过对方向盘和加减速的控制可实现前向碰撞预警（ＦＣＷ）、??
?厦门理工学院硕士学位论文???自动紧急制动（ＡＥＢ）、车道偏离预警（ＬＤＷ）、车道保持（ＬＫＡ）和自适应巡航??（ＡＣＣ）等等，以上系统和功能被统称为高级驾驶辅助系统网（Ａｄｖａｎｃｅｄ?Ｄｒｉｖｉｎｇ??Ａｓｓｉｓｔａｎｔ?Ｓｙｓｔｅｍ，ＡＤＡＳ）。如图１－２所７Ｆ，目前Ｌ２级别的驾驶辅助功能，就??可以很大程度上降低驾驶员的驾驶疲劳程度，提高汽车的主动安全性能，具有较??大的推广和应用价值。??１／?Ｖ?＇?一?＇供???．．??１??ｌ—??图１－２?ＡＤＡＳ驾驶辅助系统??而在汽车驾驶过程中，主要以纵向行驶为主，在ＡＤＡＳ系统中，ＦＣＷ和??ＡＥＢ系统也成为了最基础的要求和功能。与传统的汽车被动碰撞安全不同，ＦＣＷ??和ＡＥＢ系统可实时监控前方道路环境，一旦察觉到可能有潜在的碰撞危险时，??系统将会通过声光报警的方式提醒驾驶员必要时候还会主动进行制动干预，??避免碰撞发生或降低碰撞发生时的速度和能量，以减少人员和财产损失。现阶段，??多数ＦＣＷ和ＡＥＢ系统釆用毫米波雷达进行环境感知，判断与前车的相对距离??和车速，但仍然存在漏检和误检现象［１１］［１２］。??随着视觉技术的发展和产业化应用的迫切需要，越来越多的厂商和零部件供??应商开始探索基于视觉平台的解决方案，尤其是Ｍｏｂｉｌｅｙｅ的单目视觉ＡＤＡＳ系??统，处于行业领先水平，己在特斯拉、大众等车型上有所应用。但因其成本较高，??所搭载的车型多为高级轿车，还难以批量应用。另外，多数自动驾驶汽车采用基??于计算机平台的视觉解决方案，也因其需要工控机进行数据运算和处理，因其占??用空间大也难在车载环境下应用。故当前随着智能汽车发展和产业化的迫切需
统，部分方案还搭载在实车上进行了验证和测试。??１．２．１国外研究现状??早在１９９９年，以色列Ｍｏｂｉｌｅｙｅ公司就开始致力于汽车行业的计算机视觉算??法和驾驶辅助系统的芯片技术研宄。时至今日Ｍｏｂｉｌｅｙｅ己是国际ＡＤＡＳ领域的??领导厂商，在美国、德国、日本均设有研发分部。作为目前世界上最顶级的“智??能驾驶辅助系统”之一［１４］，?２０１７年３月１３日英特尔收购以色列Ｍｏｂｉｌｅｙｅ，其主??要成果和产品己集成在特斯拉、沃尔沃、宝马等世界知名汽车厂商的车辆中［１５］。??如图１－３所示，为安装有Ｍｏｂｉｌｅｙｅ系统的特斯拉车型进行自动驾驶演示。此外??据了解，沃尔沃的“城市安全系统（Ｃｉｔｙ?ｓａｆｅｔｙ?ｓｙｓｔｅｍ）?”和宝马的“车道偏离??预警系统（ＦＣＷ）?”均釆用了?Ｍｏｂｉｌｅｙｅ的核心芯片。??图１－?３特斯拉自动驾驶演示?图１－?４?Ｍｏｂｉｌｅｙｅ?５６０系统??Ｍｏｂｉｌｅｙｅ的视觉能力，来自ＥｙｅＱｘ系列视觉处理器和算法实现。这套系统??３??
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