基于红外图像处理技术的车辆辅助导航的研究与实现.pdf

东南大学
硕士学位论文
基于红外图像处理技术的车辆辅助导航的研究与实现
姓名:张特
申请学位级别:硕士
专业:测试计量技术及仪器
指导教师:刘璟
20090403
摘要随着传感器技术和计算机技术的飞速发展,对智能车辆视觉导航技术的研究日益受到重视。由于普通摄像机在夜间和照度低的环境中不能发挥应有的作用,而红外成像系统作为一种优良的夜视系统越来越受到关注。冈此,本文研究了基于红外图像的视觉辅助导航系统。论文针对车辆全天候工作的需要,构建了主动式红外图像采集系统,该系统主要由红外探照灯、红外滤光片、镜头、阆裢贰⑶度胧絃系统构成。同时,具体分析了摄像头的骺匦酒琽的驱动程序,在驱动分析的基础上,根据驱动的支持情况,设计了图像采集应用程序,通过完成了图像的实时显示,并通过/移植到了嵌入式系统上,完成了图像在嵌入式系统上的采集和实时显示。论文还针对智能车辆视觉导航中的道路边缘检测和障碍物检测这两个关键技术进行了研究。在道路边缘检测方面,分析了目前常用的道路检测算法的优点和缺点,结合本文实地采集的道路图像,采用了基于边缘检测的道路检测算法来检测道路边缘。为了提高识别的准确性,使用边缘检测效果较好的阕由瓒ǘ喔鲢兄刀酝枷窠卸祷ü云洳⒓姆治觯銮苛说缆返谋咴挡⑷コ些伪边缘,并采用了浠欢缘缆分毕弑咴到屑觳狻在障碍物检测方面,首先分析了基于图像序列的运动物体检测技术,采用了一种有效的对障碍物中运动行人的检测方法,该方法利用序列图像的运动信息,运用帧问差分法能快速检测运动目标的大致位置的特点来检测运动行人,选用邻域平均法对图像进行预处理,取得了较好的差分效果,检测出了目标的大致轮廓,结合二值图像投影的方法,在原图上定位出障碍物,达到了帮助驾驶员辅助导航的目的。关键词:主动式红外系统璞盖度胧絃红外图像道路边缘检测障碍物检测
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研究生签名:型址导师签名:犁日期:二望扣至丝监日期:兰:土三东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名:件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相~致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布以电子信息形式刊登畚牡娜ú磕谌莼蛑小⒂⑽恼R5炔糠帜谌荨B畚牡墓ú包括以电子信息形式刊登谌ǘ洗笱а芯可喊炖怼
第一章绪论论文选题的背景、意义光缪艄狻⒌乒下,利用物体的不同部分对可见光不同的反射率,将被摄物体反射的光线通过摄像易受强光和烟雾干扰,不能在夜间工作,不适应全天候工作的需求。如果装上红外成像系统,就能实现随着社会的发展,汽车己经成为人们生活中不可替代的交通工具。然而与其伴随而来的交通问题日益严重,已经成为世纪人类必须认真对待的重大问题。近年米,为解决交通问题世界各国都竞相开展智能交通系统煊虻难芯俊6悄艹盗尽作为智能交通系统的重要组成,成为近年来研究的重点。智能车辆的不断完善,一个关键工作就是快速准确地利用车载传感器获取前方道路环境。通常采用的方法主要有:机器视觉技术渤萍扑慊泳趸蛲枷穹治鲇肜斫獾、雷达技术、磁性导航技术、高精度数字地图和全球***系统等。随着技术的迅猛发展,处理器和存储器的价格不断下降,商用计算机的体积不断变小,而性能有了显著的提高,另一方面,阆裢贩眩畗低廉,体积小,此外图像处理算法有柔韧性和适应能力强等特点,以及图像算法的越来越成熟,为视觉技术应用在车辆上提供了可能。视觉导航系统作为智能车辆视觉技术的一部分,在其中发挥着至关重要的作用,主要运用在道路识别、车辆跟踪、障碍物检测等方面心’K脑砦3盗拘惺皇保菔辉彼邮盏男畔⒓负跞ú坷醋杂视觉,即交通信号、交通标志、道路标识等均可以看作是环境对驾驶员的视觉通讯语言。将其转换为光电图像信息,通过计算机对其进行处理,快速地在复杂环境中提取有用信息,进而产生合理的行为规划与决策。基于道路检测技术和障碍物检测技术的辅助导航系统,可以减轻驾驶员的压力和疲劳程度,提高行驶的安全性,减少交通事故的发生,提高交通效率。将道路检测技术和其它技术相结合,可以提高系统性能。因此智能车辆视觉导航技术研究具有重要的理论意义和实际应用价值。智能车辆要实现在复杂的道路环境上实现自主导航,尚有很多研究工作要做。一个实用的智能车辆系统需要在各种季节、天气全天候的