智能车的前方车辆检测和预警算法研究

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1、学校代号10532学号S12094002分类号TP391密级公开硕士学位论文智能车的前方车辆检测和预警算法研究学位申请人姓名张楚金培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称王耀南教授学科专业控制科学与工程研究方向机器视觉感知与图像处理论文提交日期2015年4月20日I学校代号：10532学号：S12094002密级：公开湖南大学硕士学位论文智能车的前方车辆检测和预警算法研究学位申请人姓名：张楚金导师姓名及职称：王耀南教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：控制科学与工程论文提交日期：2015年4月20日论文答辩日期：2015年5月27日答辩委员会主席：王辉教授IIResearc

2、honPrecedingVehicleDetectionandWarningAlgorithmforIntelligentVehiclebyZHANGChujinB.E.(Xi`anUniversityofArchitectureandTechnology)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinControlScience&EngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervis

3、orProfessorWangYaonanApril,2015III湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：却日期：占０脚＾月＾曰学位论文版权使用授巧书、使用学位论文的规定本学位论文作者完全了解学校有关保留，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被

4、查阅和借阅。本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保密１＾。＂＂（请在ｙ■上相应方框内打Ｖ）作者签名：０期；Ｃ＞觀谷月＾日导师签名：日期占＾月＾日＾硕士学位论文摘要在智能交通研究领域，车辆检测与驾驶员疲劳检测、车道线检测、行人检测一起构成智能车辅助驾驶安全防撞系统。前方车辆的检测预警是其中一项关键技术，用于准确的检测前方是否有车辆，并为主动安全系统提供有效地驾驶环境信息。本文主要研究单目视觉的

5、前方车辆检测和预警算法，通过对比分析国内外的车辆检测和预警算法，提出了一种基于阴影假设和分层HOG对称特征验证的前车检测算法和障碍物的模糊预警算法，并实现了前方车辆的检测预警系统。主要研究内容有两点：(1)前方车辆的检测算法研究。本文提出了一种新型的分层HOG对称特征，并利用基于阴影假设和分层HOG对称特征验证的方法对前方车辆进行检测。检测过程分为假设阶段和验证阶段。在假设阶段，利用前方车辆车底阴影的特点，提取满足特点的图像子区域，并将此区域作为假设车辆图像。在验证阶段，首先利用多层低维HOG特征来代替高维HOG特征，并对HOG特征进行对称化处理，得到分层HOG对称特征；然后提

6、取训练样本的分层HOG对称特征，并用于ELM(ExtremeLearningMachine)分类器的训练；最后，用ELM分类器对假设车辆图像进行验证，得到检测结果。此算法避免了大量的多尺度变化运算，提高了检测速度和精度。(2)障碍物的模糊预警算法研究。本文采用模糊预警算法对前方障碍物进行预警，根据经验以障碍物的大小信息、位置信息和前后帧障碍物的位置变化信息为依据，来判断是否会出现危险，预警结果分为安全、注意、危险三个等级。模糊预警算法计算量小，预警速度快，能够满足实时预警的要求，不仅适用于前方车辆的预警，同时还可以对前方行人等其他障碍物进行预警。在系统实现中，硬件方面，本文设计

7、了一个专门安装在车顶的相机支架，用于采集车辆周围环境信息；软件方面，本文采用VisualStudio2008+OPENCV2.3.1作为编程编译环境，开发语言选择C++，软件主要包括检测模块和预警模块。对实验结果分析表明：本文的车辆检测和预警算法能够准确的检测出前方车辆并做出相应预警判定，能够满足系统的实时性要求。关键词：前方车辆检测；障碍物预警；对称性；智能交通；阴影假设-1-智能车前方车辆检测和预警算法研究AbstractInthefieldofintelligenttransporta