視頻測速系統(tǒng)中的測距和攝像機標定研究.pdf

1、隨著計算機視覺技術(shù)的發(fā)展，利用攝像機采集視頻，進行機動車視頻測速正成為智能交通系統(tǒng)中的一種趨勢。本文研究的單目攝像機測距系統(tǒng)，正是基于高速公路的機動車視頻測速系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，這個測距子系統(tǒng)的準確與否將直接影響到最終的測速結(jié)果。這就是本文的研究切入點：如何只利用一個攝像機簡單準確測量高速公路上的機動車發(fā)現(xiàn)的位移？ 眾所周知，高速公路上車流量大，工作環(huán)境復(fù)雜，很多高效的測距方案比如三維重建等在這里都只能望而卻步。筆者通過實地勘測和

2、分析，并根據(jù)數(shù)字圖像技術(shù)和攝像機的成像原理，提出一種利用車道線進行平面映射的單目攝像機測距方案。本方案的基本實現(xiàn)框架是：以道路平面上的車道線坐標和圖像平面上的車道線坐標為對應(yīng)點，根據(jù)攝像機成像原理的簡化模型，求解道路平面和圖像平面的對應(yīng)關(guān)系，再依據(jù)這個對應(yīng)關(guān)系求解道路平面上的機動車所發(fā)生的位移。針對各地高速公路道路標準線不一樣的特點，即存在單車道虛線和雙車道虛線的情況，本文還提出通過標定攝像機，虛擬一條車道線來解決單車道虛線的問題，大大

3、增強了本系統(tǒng)的適應(yīng)性。通過上述框架，可以清晰看到，本文研究中主要問題和難點：測距和攝像機標定。因此，正是圍繞這兩個主要問題，本文做了以下工作： 一.針對高速公路野外環(huán)境復(fù)雜的特點，提出一種可適應(yīng)各種環(huán)境和氣候的雙閾值車道線提取法，用該方法提取的車道線清晰準確。 二.以車道線做為特征點，對道路平面和圖像平面進行映射，利用這種映射關(guān)系求解機動車發(fā)生的位移。這種測距方法與三維的雙目攝像機和其他機器視覺測量方法相比，高效簡單且正

4、確率也有保證。 三，針對架設(shè)在高速公路上的攝像機容易發(fā)生抖動的問題，提出以車道線為基準的抖動檢測法，大大降低了抖動對于測距系統(tǒng)的危害。 四.針對各地道路線不同的情況，利用標定攝像機參數(shù)，根據(jù)攝像機成像原理，虛擬車道線，解決了道路適應(yīng)問題。 本文還介紹了系統(tǒng)的實現(xiàn)平臺和相關(guān)設(shè)備問題，在此就不作詳細解釋。綜上所述本文提出的這種測距方法，不但簡單高效(測距的準確率經(jīng)實驗論證達93％以上)，而且有較強的適應(yīng)性，同時利用單