车道偏离预警系统关键技术研究

发布时间：2017-04-08 07:21

  本文关键词：车道偏离预警系统关键技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：交通事故发生的原因有一定共性,抓住事故的共性可以有效避免事故的发生。根据美国联邦公路局的统计数据表明,美国2006年造成重大伤亡的交通事故中,竟有百分之四十的事故发生是与车辆偏离车道线有关,而且有逐年上升的趋势。可见,车道偏离现象是行车安全首要解决的问题。车道偏离预警系统是对车辆即将偏离车道线的情况进行提前预警,提醒驾驶员纠正偏离错误,避免偏离现象发生的预警装置。因此,引入车道偏离预警系统,对减少交通事故的发生率,保障行车安全,意义重大。如何分割车道图像并提取标线信息是车道偏离预警系统技术关键。在车辆行驶过程中,由于天气或障碍物遮挡等原因,导致场景图像中“杂质”过多,不能有效提取出准确的标线特征点,造成拟合道路标线失败的后果。本文将道路图像分块信息提取,用动态确定阈值来分割道路图像,在去除光照不均干扰的情况下,极大的保留车道标线信息。结合沈俊算子和prewitt算子提取的梯度图,筛选出车道标线点。采用hough变换提取车道标线,根据透视后的两条车道线几何特征,进一步过滤检测出来的车道线。最后利用基于统计特性的后验算法验证车道线的可靠性,为偏离报警机制提供准确的数据支持。弯道检测也是车道偏离预警系统的关键技术。由于道路线形的复杂和摄像机的透视效果,准确提取弯道标线并拟合重建也是一大挑战。本文采用直线-类双曲线模型来匹配复杂多变的道路线形。在保证提取精度的情况下简化模型,省去模型中的高阶项,避免求解过程中繁琐的计算。在视频图像连续的假设下,利用kalman滤波法对模型中的参数进行跟踪,减少了单帧图像处理时间,提高了系统的实时性。根据前后帧和远近场景两条车道线的夹角变化作为模型切换的条件,使整个系统工作更加灵活,方便。
【关键词】：车道偏离 车道线提取 动态阈值 hough变换 弯道检测
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 课题研究背景和意义9-13
• 1.1.1 研究背景9-13
• 1.1.2 研究意义13
• 1.2 国内外相关研究现状13-20
• 1.2.1 车道偏离预警系统13-15
• 1.2.2 车道保持系统15-17
• 1.2.3 视觉感知系统17-20
• 1.3 本文主要研究内容20-21
• 2 摄像机标定与图像预处理21-34
• 2.1 标定方法简述21
• 2.2 三大坐标系统21-24
• 2.3 摄像机内外参数估计24-29
• 2.3.1 焦距估计25-27
• 2.3.2 光心坐标估计27
• 2.3.3 摄像机高度估计27-29
• 2.4 道路图像预处理29-33
• 2.4.1 提取灰度图像30
• 2.4.2 图像ROI设置30-32
• 2.4.3 缩小图像32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 3 车道线点提取和直线检测34-50
• 3.1 分块动态阈值分割图像34-36
• 3.2 边缘检测算子选择36-42
• 3.2.1 sobel算子37
• 3.2.2 Roberts算子37-38
• 3.2.3 Prewitt算子38
• 3.2.4 Shenjun算子38-40
• 3.2.5 几种算子检测结果比较40-42
• 3.3 车道线上点的提取42-45
• 3.3.1 利用先验知识过滤边缘点42-44
• 3.3.2 道路候选点再次过滤44-45
• 3.4 Hough直线检测45-49
• 3.4.1 Hough变换的原理45-46
• 3.4.2 车道线过滤46-47
• 3.4.3 车道线配对47-48
• 3.4.4 车道线后验算法48-49
• 3.5 本章小结49-50
• 4 弯道检测与重建50-59
• 4.1 种子点提取和归类50-51
• 4.2 弯道模型与参数求解51-57
• 4.2.1 近景模型参数的确定51-53
• 4.2.2 远景模型参数的确定53-57
• 4.3 车道模型的切换57-58
• 4.3.1 直道模型向弯道模型转换57-58
• 4.3.2 弯道模型向直道模型转换58
• 4.4 本章小结58-59
• 5 系统预警策略分析59-63
• 5.1 划定危险区域59-61
• 5.1.1 划定区域的方法59-61
• 5.1.2 危险区域划分61
• 5.2 危险预警策略61-62
• 5.2.1 偏离判定条件61-62
• 5.2.2 偏离报警策略62
• 5.3 本章小结62-63
• 6 总结与展望63-65
• 6.1 论文总结63
• 6.2 论文展望63-65
• 参考文献65-67
• 攻读硕士期间发表学术论文情况67-68
• 致谢68-69
• 附录 关键技术算法实现的部分程序69-74

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