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基于圖像處理技術(shù)的道路障礙物檢測(cè)

車輛障礙物檢測(cè)技術(shù)可以有效降低乘員遭受意外傷害的可能，因而成為現(xiàn)代汽車工業(yè)廣泛研究的對(duì)象。由于道路坑洞和減速帶是道路上的主要障礙，因而目前的障礙物檢測(cè)方法主要集中于對(duì)這兩者的檢測(cè)。目前，利用視差圖和復(fù)合映射算法并基于立體視覺的障礙物檢測(cè)方法是一種常用的方法，但其計(jì)算復(fù)雜、成本較高。為克服這些缺點(diǎn)，提出了一種使用單目紅外相機(jī)的簡(jiǎn)單、低成本圖像處理方法。該方法通過使用單目紅外相機(jī)，在白天可以提供彩色圖像，而當(dāng)光線減弱時(shí)，自動(dòng)切換到夜間模式，利用紅外光提供高質(zhì)量的灰度圖像。此外，還介紹了一種新方法來補(bǔ)償陰影帶來的影響，防止檢測(cè)誤報(bào)，并基于因特爾開發(fā)的開源計(jì)算機(jī)視覺庫(kù)。

首先說明了超聲波傳感器、激光測(cè)距儀、雷達(dá)等視覺傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)，確定了借助單目紅外相機(jī)捕獲路面圖像，其安裝位置如圖1所示，覆蓋范圍20～30m。

之后對(duì)獲取的圖像進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理包括將視頻流轉(zhuǎn)化為圖像幀序列，并建立幀序列索引。單個(gè)圖像幀被轉(zhuǎn)化為灰度圖像。采用了基于圖像幀中邊緣信息確定障礙物的算法。因此，為保證較高的效率，利用高斯濾波器消除圖像噪聲。預(yù)處理后，對(duì)圖像幀中預(yù)設(shè)興趣區(qū)域的邊緣信息進(jìn)行分析，分析圖像幀中的急劇轉(zhuǎn)變點(diǎn)，這些急劇的轉(zhuǎn)變就是由道路障礙物引起的，然后獲得道路障礙物邊緣輪廓的映射點(diǎn)。將陰影檢測(cè)和補(bǔ)償算法同樣嵌入到執(zhí)行器中，可以獲得更高的效率。文中給出了上述算法的流程圖，并對(duì)流程圖中的各種圖像處理技術(shù)做了詳細(xì)說明。試驗(yàn)結(jié)果表明，單目紅外相機(jī)內(nèi)置紅外LED光源可保證相機(jī)在夜間可以捕獲前方40m的道路圖像。該算法使用的圖像處理技術(shù)在白天和夜晚相匹配的參數(shù)不同，且利用照明條件反饋信息，實(shí)現(xiàn)白天、夜晚模式的自動(dòng)切換。試驗(yàn)結(jié)果顯示，在不同類型路面上該算法的效率不同。在公路上，主要的障礙物是車輛和陰影，對(duì)光照條件極度不好的陰影區(qū)域檢測(cè)出現(xiàn)了錯(cuò)誤。在泥濘路面上，由于缺少急劇轉(zhuǎn)變點(diǎn)邊緣，因此系統(tǒng)無法對(duì)道路障礙物做出檢測(cè)。而夜間特定區(qū)域障礙物的光照過強(qiáng)，會(huì)掩蓋障礙物的存在，使得夜間檢測(cè)效率較低（白天平均為92%，夜晚平均為81%）。

文中指出，利用云儲(chǔ)存技術(shù)，建立不同路面道路坑洞和減速帶的信息數(shù)據(jù)庫(kù)，并將這些信息標(biāo)識(shí)在導(dǎo)航地圖中，可對(duì)道路水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，并使導(dǎo)航系統(tǒng)確定出到達(dá)目的地最快、最安全的路線。

Ramsundar K Ganesan et al. SAE 2015-26-0006.

編譯：王祥