双目视觉在自动倒车系统中的应用分析

《双目视觉在自动倒车系统中的应用分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、哈尔滨工程大学硕士学位论文第1章绪论1．1引言1．1．1自动倒车系统概述随着经济的持续增长和生活水平的不断提高，汽车的拥有量急剧增大，产生了日益严重的交通问题，如交通拥挤堵塞、交通环境恶化、交通事故频繁等，这已成为世界各国所面临的共同的问题。为了解决交通问题，各个发达国家都在大力发展各自的智能运输系统(ITS：IntelligentTransportationSystem)t1‘2】，我国也于2002年正式启动了十五科技攻关计划重大项目：智能交通系统关键技术开发和示范工程【3】。车辆安全辅助驾驶和自

2、动驾驶[4吲是解决这些交通问题的有效措施。驾驶任务的自动完成将给人类社会的进步带来巨大的影响，能切实提高道路网络的利用率、降低车辆的燃油消耗量，尤其是在改进道路交通安全方面，提供了新的解决途径。智能车辆驾驶主要是针对当前的道路环境，以提高机动性，减少交通事故的发生率，节省乘员的旅行时间，降低能源消耗等为目标。随着我国汽车数量的不断增加，公路、街道、停车场及车库等变得越来越拥挤不堪，汽车驾驶员越来越为车的安全问题担心，其中倒车就是一个典型的问题。在交通繁忙、拥挤、狭窄的地方倒车时，驾驶员既需“瞻前”，

3、又要“顾后”，往往一不小心，汽车尾部就会与障碍物发生碰撞。为了解决这一问题，相关领域的科研工作者通过不断的努力，研制出了雷达报警系统、后视辅助倒车系统等辅助倒车装置【7以o】，这些装置虽然在一定程度上能够辅助驾驶人员完成倒车过程，但也有其自身的缺点：一是不能够实现自动倒车，还需要人的参与，且要求驾驶员倒车技术好；二是容易分散驾驶员的注意力，在倒车时容易造成事故。要彻底解决倒车难的问题，最终的办法就是要研制出自动倒车系统，在无人干预或较少人工干预的情况下倒车到指定位置，实现倒车的自动化、智能化。1．1

4、．2自动倒车系统关键技术自动倒车系统是一个集环境感知、规划决策、多级辅助驾驶等功能于·哈尔滨工程大学硕士学位论文体的综合系统【111。它集中运用了计算机、传感器、信息融合、通讯、人工智能以及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。环境信息感知与智能决策控制作为智能车辆的关键环节，更是依赖于许多高新技术的有力支持。自动倒车系统关键技主要是包括以下几个方面。(1)感知技术‘人类在驾驶汽车时所接受的信息几乎全部来自于视觉，交通信号、交通标志、交通图案、道路标志等均可以看作是环境对驾驶员的视觉通讯语言。视觉

5、系统将这些信息转换为光电图像信息，通过计算机对其进行处理，在复杂环境中快速提取有用信息，进而产生合理的行为规划与决策【121。当机器视觉用于智能车辆时必须具备实时性、鲁棒性和实用性三方面的技术特点。实时性是指视觉处理系统的数据处理必须与车辆的高速行驶同步进行；鲁棒性是指智能车辆对不同的道路环境(如高速公路、市区标准公路、普通公路等)，不同的路面环境(如路面及车道标线的宽度、颜色、纹理、动态随机障碍与车流等)，以及变化的气候条件(如日照及景物阴影、黄昏与夜晚、阴天与雨雪等)均具有良好的适应性；实用性是

6、指智能车辆在体积和成本等方面能够为普通汽车用户所接受。(2)决策控制技术【13】在自动倒车系统中，需要依据感知系统获取的信息来进行决策判断，进而向驾驶员发出警告或者对车辆进行控制。例如，在车道偏离警告系统和碰撞警告系统中，需要预测主车辆和其它车辆未来一定时间内的状态，并发出控制指令。决策技术包括模糊推理、强化学习、神经网络和贝叶斯网络等技术。智能控制代表着自动控制的最新发展阶段，是应用计算机模拟人类智能，实现人类脑力和体力劳动自动化的一个重要领域。智能控制是一个新兴学科，包括递阶控制系统、专家控制系

7、统、模糊控制系统、神经控制系统和学习控制系统等5个方面。(3)车辆定位与路径规划【14．16】车辆定位导航系统应用车辆自动定位技术、数字地图、通信技术，为车辆提供路径引导、无线遥控等功能。在车辆定位导航系统中，定位是实现导航功能的前提和基础，车辆定位技术大致上可分为三类：惯性导航、无线电定位和卫星定位。2哈尔滨工程大学硕士学位论文路径规划是智能车辆信息感知和车辆控制的桥梁，是智能车辆自主驾驶的基础，可分为全局路径规划和局部路径规划。与移动机器人路径规划相比，车辆的行驶环境具有非结构化、动态性、不确定

8、性等特点，因此研究者们在借用移动机器人路径规划成果的同时，也在深入彻底研究智能车辆路径规划问题。1．1．3自动倒车系统研究与应用关于车辆自动倒车系统的研究，国内外研制出了多个智能车辆的开发实验平台，如美国卡内基美隆(CarnegieMellonUniversity—CMU)大学研究的Navlab．智能车辆系统‘17～91，德国奔驰公司研究的Varmors．P智能车辆系统，法国帕斯卡大学与D．R．A．S雪铁龙技术中心合作研究的Peugcot智能车辆，意大利帕尔马大学研制