[发明专利]基于双目视觉的车距测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种前方车辆与后方车辆之间的车距测量方法。

背景技术

作为智能交通系统(ITS)的重要组成部分，车辆的安全系统一直都是重要的研究领域，而前方车辆距离测量技术则是车辆安全系统中最为关键的技术之一。前方车辆车距测量技术不仅是当前车辆安全系统领域中研究的前沿和热点，也是计算机视觉技术和电子技术相结合的高技术。前方车辆距离测量的精度在很大程度上决定了车辆安全系统性能。

在目前的车辆测距系统中，基于视觉的测距方法被公认是最有前途的一种方法，目前现有技术中大部分视觉测距系统采用的都是基于单目视觉原理的前方车辆车距测量的方法，这种方法通过一定的固定方式将摄像头安置在车辆上，事先对安装后摄像头的高度和俯仰角度进行测量，并通过一系列的公式计算来实现对前方车辆距离的测量。采用这类方法虽然能够使得系统的设计简单、成本低且车距计算复杂度降低，但也存在着一些问题。首先，由于这种方法的测量结果强烈依赖于事先测量的摄像头安装高度和俯仰角度，因此随着车辆行驶，摄像头位置会由于抖动作用，不可避免地相对原先安装位置发生变化，从而改变了摄像头参数，尤其是俯仰角度，这会使测量结果发生偏差。其次这种单目测量车距方法对于处于地面附近的被测量点的测量较为准确，如果前方车辆上的被测量点距离地面有一定的高度，则此时测量结果存在较大误差，尤其是两车距离较近的时候，误差更为明显，这将严重影响车辆的安全性。

另一方面，双目立体视觉作为一种先进的视觉测量方法，已经得到广泛的应用，立体视觉可以直接恢复被测量点的三维坐标，从而可以精确得到空间距离信息。因此采用立体视觉测量前方车辆距离具有更好的准确性和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双目视觉的车距测量方法，解决了现有技术中测量误差大的问题，本发明能够自动根据车辆轮廓信息和道路信息，准确测量本车和前方车辆之间的距离，并自动补偿由于车辆抖动引起的摄像机参数变化，提高系统测量的精确性和稳定性。

为达到上述技术目的，本发明采用的技术方案是：

采用立体视觉的自适应前方车辆车距测量系统获取测量所需的参数，所述立体视觉的自适应前方车辆车距测量系统包括用于拍摄前方道路上信息的相机单元，所述相机单元包括第一相机C1和第二相机C2；所述第一相机C1和第二相机C2安装在车辆挡风玻璃后面，选取所述相机单元中任一相机的坐标系作为整个测量过程的世界坐标系，该相机的光心作为所述世界坐标系的原点，记为O，标定所述相机单元中相机之间位置关系，获取本车所在车道区域大小和车道线信息，将获取的所述本车所在车道区域大小和车道线信息构成的矩形区域的面积记为S1；

步骤1：探测和验证前方车辆的车辆外形轮廓的部分矩形区域，将获得的前方车辆的车辆外形轮廓的部分矩形区域的面积记为S2；

步骤2：将获取的所述本车所在车道区域大小和车道线信息构成的矩形区域面积S1与获得的所述前方车辆的车辆外形轮廓的部分矩形区域面积S2进行比较，如果S1/S2＜＝阈值T，执行步骤3，如果S1/S2＞阈值T，执行步骤4，阈值T＝2；

步骤3：计算所述前方车辆的车辆外形轮廓的部分矩形区域的矩形的形心，记为P1，执行步骤5；

步骤4：提取所述前方车辆车牌轮廓的矩形区域的任一角的点，记为P2；

步骤5：恢复所述的P1或P2的三维坐标P；

步骤6：计算OP之间的距离，得到前后两车之间的距离。

在本发明的一个优选实施例中，在计算前后车距的过程中，能同时对所述相机单元中的相机的外参数进行动态调整，方法如下：

步骤11：计算所述前方车辆所在车道的两条车道线上点的三维坐标，记为Pi；

步骤12：根据所述两条车道线上点的三维坐标Pi拟合空间平面V；拟合空间平面的方法如下：设三维点P_i坐标为(X_i，Y_i，Z_i)，平面方程为AX+BY+CZ+1＝0，则拟合的目的就是获取平面方程参数A，B和C，将三维点P_i坐标代入AX+BY+CZ+1＝0中，构成如下方程组：