基于图像拼接与目标检测的驾驶辅助系统的研究与实现
发布时间：2023-06-04 04:04
当今社会,驾驶已经成了人们日常生活的一部分,在我国拥有的汽车数量大概有两亿辆,随着车辆的数量增多,驾驶的事故也是屡见不鲜,因此减少事故发生率成为人们的热切希望。为了减少驾驶事故的发生,减小驾驶的难度也就成了研究的热门。目前部分车辆拥有驾驶辅助系统,但是都忽视了车底的情况。要完成车底的监视难度更大,如果在车底安装摄像头,会存在安装位置过低导致视野狭窄,而且在过障碍物时容易被遮挡的缺点,本文利用图像拼接算法实现了车底的监视,但是普通的拼接算法不能满足高一致性的拼接环境的算法需求,也不能满足车载场景的实时性需求。本文针对这个问题设计了一种基于图像拼接与目标检测的驾驶辅助系统,实现了对车底视觉盲区的监控,同时避免了使用其他方案的各种弊端。本文研究的驾驶辅助系统分为两个模块,底盘透视模块与目标检测模块。本文的主要内容由以下三个部分组成:(1)底盘透视模块。图片初始化时,在一般的拼接算法流程中引入自适应gamma变换,改善图片质量,并利用自适应检测阈值的初始化模块保证了高一致性条件下的特征点检测与描述效果;特征点匹配时设计与实现了特征点位置预测模块,利用同帧特征点之间的位置关系与相邻帧特征点位移连...
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究发展与现状
1.2.1 图像拼接技术的研究
1.2.2 目标检测技术的研究
1.3 本文的主要研究内容
1.4 本论文的组织结构
第二章 系统相关理论研究与总体设计
2.1 底盘透视模块技术理论基础
2.1.1 图像拼接的基本方法选择
2.1.2 FAST特征点检测
2.1.3 BRISK特征提取算法
2.1.4 特征点匹配与图像配准
2.2 目标检测模块理论基础
2.2.1 MobileNet特征提取网络
2.2.2 图像目标检测
2.2.3 图像语义分割
2.2.4 多任务网络
2.3 系统总体分析与设计
2.4 本章总结
第三章 基于图像拼接的底盘透视算法
3.1 现有算法与存在的问题分析
3.1.1 路面拼接场景的特殊算法需求
3.1.2 低对比度拼接问题分析
3.1.3 现有图像拼接算法运行效果分析
3.2 改进的拼接算法总体流程与拼接预处理
3.2.1 拼接算法总体流程
3.2.2 基于自适应gamma变换的初始化方法
3.2.3 角点检测阈值初始化及在线调整
3.3 基于运动趋势与角点几何位置改进的匹配算法
3.3.1 图片运动特点与匹配算法流程
3.3.2 特征点位置预测
3.4 单应性矩阵计算与判断方法的改进
3.4.1 改进的FSC算法
3.4.2 矩阵合理性判断
3.5 实验结果分析
3.5.1 预处理模块实验分析
3.5.2 基于预测的匹配算法实验分析
3.5.3 矩阵估算与判断实验分析
3.5.4 总体拼接效果分析
3.6 本章总结
第四章 目标检测模块算法的研究与设计
4.1 问题分析
4.2 网络整体模型设计
4.3 网络各模块设计
4.3.1 改进的MobileNet特征提取网络
4.3.2 利用带孔卷积对编解码网络的改进
4.3.3 改进的目标检测模块
4.4 网络实验分析
4.4.1 网络实验准备
4.4.2 特征提取网络实验分析
4.4.3编解码网络改进实验
4.4.4目标检测网络改进实验
4.4.5综合实验
4.5 本章小结
第五章 系统的实现与分析
5.1 计算平台搭建与性能分析
5.1.1 算法实现的代码架构图
5.1.2 高性能异构计算架构
5.2 外部环境搭建
5.2.1 摄像头的选择与安装
5.2.2 自动化鱼眼矫正与侧转俯工具
5.3 底盘透视模块实验与分析
5.3.1 模块显示界面
5.3.2 多线程方式与日志系统
5.3.3 实时性测量
5.3.4 拼接图片标定与误差测量
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
本文编号：3830653
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究发展与现状
1.2.1 图像拼接技术的研究
1.2.2 目标检测技术的研究
1.3 本文的主要研究内容
1.4 本论文的组织结构
第二章 系统相关理论研究与总体设计
2.1 底盘透视模块技术理论基础
2.1.1 图像拼接的基本方法选择
2.1.2 FAST特征点检测
2.1.3 BRISK特征提取算法
2.1.4 特征点匹配与图像配准
2.2 目标检测模块理论基础
2.2.1 MobileNet特征提取网络
2.2.2 图像目标检测
2.2.3 图像语义分割
2.2.4 多任务网络
2.3 系统总体分析与设计
2.4 本章总结
第三章 基于图像拼接的底盘透视算法
3.1 现有算法与存在的问题分析
3.1.1 路面拼接场景的特殊算法需求
3.1.2 低对比度拼接问题分析
3.1.3 现有图像拼接算法运行效果分析
3.2 改进的拼接算法总体流程与拼接预处理
3.2.1 拼接算法总体流程
3.2.2 基于自适应gamma变换的初始化方法
3.2.3 角点检测阈值初始化及在线调整
3.3 基于运动趋势与角点几何位置改进的匹配算法
3.3.1 图片运动特点与匹配算法流程
3.3.2 特征点位置预测
3.4 单应性矩阵计算与判断方法的改进
3.4.1 改进的FSC算法
3.4.2 矩阵合理性判断
3.5 实验结果分析
3.5.1 预处理模块实验分析
3.5.2 基于预测的匹配算法实验分析
3.5.3 矩阵估算与判断实验分析
3.5.4 总体拼接效果分析
3.6 本章总结
第四章 目标检测模块算法的研究与设计
4.1 问题分析
4.2 网络整体模型设计
4.3 网络各模块设计
4.3.1 改进的MobileNet特征提取网络
4.3.2 利用带孔卷积对编解码网络的改进
4.3.3 改进的目标检测模块
4.4 网络实验分析
4.4.1 网络实验准备
4.4.2 特征提取网络实验分析
4.4.3编解码网络改进实验
4.4.4目标检测网络改进实验
4.4.5综合实验
4.5 本章小结
第五章 系统的实现与分析
5.1 计算平台搭建与性能分析
5.1.1 算法实现的代码架构图
5.1.2 高性能异构计算架构
5.2 外部环境搭建
5.2.1 摄像头的选择与安装
5.2.2 自动化鱼眼矫正与侧转俯工具
5.3 底盘透视模块实验与分析
5.3.1 模块显示界面
5.3.2 多线程方式与日志系统
5.3.3 实时性测量
5.3.4 拼接图片标定与误差测量
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
本文编号：3830653
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3830653.html
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