[发明专利]基于单目视觉的道路车辆识别方法及系统

权利要求书

1.基于单目视觉的道路车辆识别方法，其特征在于，首先建立道路附着系数与路面灰度值的关系，由实时获取的路面附着系数得到对应图像分割阈值，完成对道路与非道路区域的分割，初步缩小车辆识别范围，继而通过对车辆尾灯特征提取，划分出车辆感兴趣区域ROI，通过对ROI区域内车辆边界特征、对称性特征的提取验证车辆的存在；

所述方法的实现包括如下步骤：

步骤1，图像预处理：利用车辆轮胎模型与动力学模型，提取道路附着系数，根据不同附着系数对应不同路面，不同路面对应不同分割阈值粗略地将道路与非道路区域分割出来，缩小车辆识别范围；

步骤2，ROI区域划定：在图像预处理的基础上，通过选择合适的颜色空间，对车辆尾灯进行提取，并通过预设阈值对一定范围的图像进行提取，得到假设车辆存在的ROI区域；

步骤3，ROI区域车辆验证：利用边缘检测算子，对车辆尾部上下左右边缘进行提取，缩小车辆感兴趣区域，并通过对该区域内图像对称性特征进行分析，验证区域内车辆的假设。

2.根据权利要求1所述的基于单目视觉的道路车辆识别方法，其特征在于，所述步骤1的具体步骤包括如下：

步骤1.1建立车辆轮胎模型；

步骤1.2建立车辆动力学模型；

步骤1.3结合车辆轮胎模型与动力学模型，得出路面附着系数方程；

步骤1.4车辆区域预提取。

3.根据权利要求2所述的基于单目视觉的道路车辆识别方法，其特征在于，所述步骤1.1建立车辆轮胎模型的方法：

设F_xi为纵向力，F_yi为侧向力，i取1,2,3,4则建立如下数学模型：

其中，μ为路面附着系数；F_zi为各轮上的垂向载荷；C_x为轮胎的纵向刚度；C_y为轮胎的侧偏刚度；λ为各轮胎纵向滑移率；L为边界值，表述了轮胎非线性特性；β_i为各轮胎侧偏角；ε为速度影响因子，作用在于修正轮胎滑移的速度对轮胎力的影响。

4.根据权利要求3所述的基于单目视觉的道路车辆识别方法，其特征在于，所述步骤1.2建立车辆动力学模型包括：

纵向运动微分方程：

其中，v_x为车辆纵向速度；v_y为车辆侧向速度；a_x为车辆纵向加速度；m为整车质量；α为前轮转角；r为质心回转半径；F_x1、F_x2、F_x3和F_x4分别为四个车轮的纵向力；F_y1为左前轮的侧向力，F_y2为右前轮的侧向力；

侧向运动微分方程：

其中，a_y为车辆侧向加速度；F_y3与F_y4分别为左后轮与右后轮上的侧向力；

横摆运动微分方程：

其中，τ为质心动量矩；I_z为绕垂直轴线的转动惯量；γ为横摆角速度；t_f与t_r分别为前轮距和后轮距；A与B分别为质心到前轴与后轴的距离。