[发明专利]一种基于视觉传感的重型车后方碰撞预警方法及其装置

说明书

本发明公开了一种基于视觉传感的重型车后方碰撞预警方法及其装置，将改进的单目测距原理与图像处理技术结合，通过摄像头采集后方车辆图像，经MATLAB处理、定位、裁剪得到车牌，由于车牌高度与保险杠高度相同，可得到后方车辆保险杠高度和两车距离，从而有目的地调节货车保险杠高度，使追尾车辆与货车有较好的碰撞相容性。本发明不仅成本低，反应速度快，而且控制精度高，最重要的是避免后车追尾“钻入”前车车底事故的发生。

技术领域

本发明涉及图像处理和机器视觉技术领域，更具体的说是涉及一种基于视觉传感的重型车后方碰撞预警方法，主要应用于面向重型货车的后方车辆碰撞预警。

背景技术

在交通事故中，小型汽车追尾碰撞重型载货汽车是一种十分危险的事故形态，往往会造成重大的人员伤亡和经济损失。由于重型货车车厢、车架刚度大，车厢高度高，小型汽车的受力点正好是前挡风玻璃下沿处，这就造成了碰撞相容性的恶化。如果货车安装了合适的后防护系统，则其后下部防护系统将对重型货车驾驶员做出预警并阻止小型汽车碰撞后钻入重型货车下部，达到减小对小型汽车驾驶人员伤害的目的。因此，基于车牌识别的车牌高度测量显得十分重要。

目前，车牌定位、字符识别和分割技术已经十分成熟，但国内外基于车牌识别的车牌高度测量方法很是少见。随着车辆的逐渐增多，交通安全显得尤为重要，其中测距技术则是保证车辆安全的关键。目前，用于汽车测距的方法主要有以下几种方式:(1)毫米波雷达测距：存在电磁干扰，测距时必须防止外界电磁波对测距装置的干扰；(2)超声波测距：此测距方法对环境要求比较严格，一是超声波波速受外界影响较大，二是距离越远，超声波损失越大；(3)激光测距：成像速度慢，成本高，对装置的平衡要求过于严格，一般不应用于移动物体的测距。(4)视觉测距：视觉具有丰富的可视信息，采用摄像机作为机器视觉手段，它是一种“基于图像的距离测量方法”，即把图像当作检测和传递信息的手段或载体，并从中获得距离、方位等环境信息。与单目视觉测距相比，多目测距成本高，成像速度慢，而传统的单目测距大都依靠车宽和车道线，对车辆位置要求比较严格，不能普及。

视觉车牌定位的主要方法有：①基于灰度图像的车牌定位方法；②基于小波变换的车牌定位方法；③基于形态学的车牌定位方法；④基于神经网络的车牌定位方法。这些算法在某些特定条件下识别效果较好，但在恶劣条件下，综合一些诸如天气、背景、车牌磨损和图像倾斜等干扰因素的影响，还不能完全满足实际应用的要求，有待进一步研究。

因此，如何提供一种定位准确、成像速度快的重型车后方碰撞预警方法及其装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种定位准确、成像速度快的重型车后方碰撞预警方法及其装置。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于视觉传感的重型车后方碰撞预警方法，包括步骤如下：

(1)先将图像采集器采集的图像进行感兴趣区域裁剪，再对图像进行预处理操作，包括降噪和自适应灰度拉伸；

(2)对预处理降噪后的图像进行边缘检测；

(3)将经过边缘检测的图像依次进行闭运算、均值滤波处理；

(4)采用图像特征提取的方法进行车牌定位；

(5)根据小孔成像原理，由车牌位置推导出实际距离；

(6)将实地测量数据经MATLAB拟合出距离-像素点曲线，实现两车距离与像素尺寸转换；

(7)将车牌中心对应的像素坐标与实际距离对应的像素坐标作差，即为车牌中心距地面高度对应的像素点数，因车牌平面垂直于地面，而竖直面在图像中比例不变，车牌中心X₁坐标，与车距对应在图像中的X₂坐标作差，根据比例关系可得车牌高度；