一種建模測車距的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測車距的方法，具體是一種建模測車距的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的飛速發(fā)展、汽車的普通應用，給人們帶來了交通便利、提高了生活質(zhì)量。但同時也帶了一些問題，尤其是追撞事故。為了，很多汽車廠商針對此問題，開發(fā)了防追撞的設(shè)計。但這些設(shè)計是針對汽車進行了一種被動的、緊急情況下的措施。現(xiàn)在汽車輔助主動安全系統(tǒng)越來越受到人們的青睞，以往的技術(shù)主要靠昂貴的激光、超聲波或紅外進行測量前車距離。這些設(shè)備對成本、人體傷害、精確度方面是一種很大的考驗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種測量準確、使用方便的建模測車距的方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種建模測車距的方法，具體步驟如下:
(1)測量攝像頭的位置高度H:在安裝或者固定攝像頭時，測量此時攝像頭相對于地面的垂直高度；
(2)測量攝像頭傾斜角度α:在安裝或固定攝像頭時，將攝像頭的攝像區(qū)域傾斜到目標區(qū)域；
(3)計算車體到攝像頭的視覺角度Θ:通過攝像頭成像，并從成像圖中抓取前車特征點，計算前車特征點到攝像頭光軸的偏移角度β，利用攝像頭傾斜角度α和前車特征點到攝像頭光軸的偏移角度β計算得到車體到攝像頭的視覺角度Θ ；
(4)計算車距D:利用幾何三角關(guān)系，根據(jù)攝像頭位置高度H和車體到攝像頭的視覺角度Θ來計算車體到攝像頭的水平面的垂直距離，車距的值D=H/tan0。
[0005]作為本發(fā)明進一步的方案:所述攝像頭傾斜角度α是攝像頭攝像的最遠距離點到攝像頭位置組成的連線與水平地面的夾角。
[0006]作為本發(fā)明再進一步的方案:所述步驟3)計算車體到攝像頭的視覺角度的方法，其具體步驟如下:
1)攝像頭對車體進行成像:通過對實際路況場景的攝像，建立三維空間(X，1，Ζ)的前車測距模型；
2)從成像圖中抓取前車特征點:通過紅外攝像頭或者高清攝像頭對前方移動車體進行拍照，從成像圖中抓取前車特征點，并對拍照的原始圖片進行灰度圖轉(zhuǎn)換；
3)計算前車特征點在成像圖中的坐標值:將預存的車牌灰度圖數(shù)據(jù)在帶有車體圖片轉(zhuǎn)換后的灰度圖中進行檢索、利用模糊匹配原則，檢索到前車特征點在圖中的像素(X，y)位置；
4)計算前車特征點到攝像頭光軸的偏移角度β:將成像圖放大，建立移動車體M映射到成像圖中的三維模型，根據(jù)坐標點(X，y)的坐標值，計算該點相對于攝像頭光軸的偏移角度β ;
5)計算車體到攝像頭的視覺角度Θ:將攝像頭傾斜角度α與前車特征點到攝像頭光軸的偏移角度β求和得出車體到攝像頭的視覺角度Θ。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明基于低成本的圖像處理的模型，不僅能夠準確測量前車距離，安全可靠，使用方便，并且使用時給人們帶來視覺上的享受。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的流程示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明中三維空間前車測距模型示意圖。
[0010]圖3為本發(fā)明中移動車體映射到成像圖中三維模型示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合【具體實施方式】對本專利的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。
[0012]請參閱圖1，一種建模測車距的方法，具體步驟如下:
(1)測量攝像頭的位置高度H:在安裝或者固定攝像頭時，測量此時攝像頭相對于地面的垂直高度；
(2)測量攝像頭傾斜角度α:在安裝或固定攝像頭時，將攝像頭的攝像區(qū)域傾斜到目標區(qū)域，所述攝像頭傾斜角度α是攝像頭攝像的最遠距離點到攝像頭位置組成的連線與水平地面的夾角，如測前車距離時，則傾斜朝向前方的地面，以便更好的跟蹤目標，攝像頭傾斜角度α可以通過測量得到；
(3)計算車體到攝像頭的視覺角度Θ:通過攝像頭成像，并從成像圖中抓取前車特征點，計算前車特征點到攝像頭光軸的偏移角度β，利用攝像頭傾斜角度α和前車特征點到攝像頭光軸的偏移角度β計算得到車體到攝像頭的視覺角度Θ ;抓取的前車特征點可以是前車車尾的車牌或/和前車剎車尾燈等比較明顯的特征點，抓取的方式是通過將攝像頭圖像的原始圖片轉(zhuǎn)換成數(shù)字灰度圖，然后通過將車牌的數(shù)字灰度數(shù)據(jù)與圖像數(shù)字灰度圖進行模糊、查找匹配，找到后計算前車特征點在成像圖中的像素坐標點，根據(jù)坐標點(X，Y)的坐標值，計算該點相對于攝像頭光軸的偏移角度β，再將此偏移角度β與攝像頭傾斜角度α求和，得出車體到攝像頭的視覺角度Θ ;
(4)計算車距D:利用幾何三角關(guān)系，根據(jù)攝像頭位置高度H和車體到攝像頭的視覺角度Θ來計算車體到攝像頭的水平面的垂直距離，即車距的值D=H/tan0。
[0013]請參閱圖2-3，所述步驟3)計算車體到攝像頭的視覺角度時，其具體步驟如下:
1)攝像頭對車體進行成像:通過對實際路況場景的攝像，建立三維空間(X，1，Z)的前車測距模型，成像圖為通過攝像頭對前方車輛進行拍攝的圖像，圖2中M和M’分別為移動車體和成像圖中移動車體的成像點，CX為成像圖，SX為攝像頭；
2)從成像圖中抓取前車特征點:通過紅外攝像頭或者高清攝像頭對前方移動車體進行拍照，從成像圖中抓取前車特征點，并對拍照的原始圖片進行灰度圖轉(zhuǎn)換；
3)計算前車特征點在成像圖中的坐標值:將預存的車牌灰度圖數(shù)據(jù)在帶有車體圖片轉(zhuǎn)換后的灰度圖中進行檢索、利用模糊匹配原則，檢索到前車特征點在圖中的像素(X，y)位置；
4)計算前車特征點到攝像頭光軸的偏移角度β:將成像圖放大，建立移動車體M映射到成像圖中的三維模型，根據(jù)坐標點U，y)的坐標值，計算該點相對于攝像頭光軸的偏移角度β ;如圖3所示，成像面CM是成像圖的一部分，其中平面(X，O，y)為攝像頭的中心垂直平面，方便于計算移動車體M在此平面上的X軸方向的垂直投影，進而計算移動車體M在圖像中向上的方向的值，即圖像中y像素值，移動車體M在平面(X，O，y)的進行垂直投影于a點，從a點垂直于y軸的b點，將移動車體M點、a點、b點進行連接，組成一個直角三角形，其中角Z aMc為移動車體到攝像頭光軸的偏移角度。其中邊aM的長度j為移動車體M到平面(X，O，y)上的投影到y(tǒng)軸的垂直像素距離，其中邊ab的長度w為移動車體M到平面(z，o，y)上的投影到z軸的垂直像素距離，長度j將隨著移動車體M不斷向前運動，即移動車體M點到平面(X，O，y)上的投影離y軸也越來越遠，其長度也會不斷增加，類似的，長度w將隨著移動車體M進行左右運動，即移動車體M點到平面(z，O，y)上的投影離X軸也越來越遠，其長度也會不斷增加或減少，當移動車體M向左運動時，w值會減少；向右運動時，w值會增加，不管移動車體M向左運動，還是向右運動，其w值不會影響攝像頭光軸的偏移角度β的變化，也就不會影響計算前車的距離，因a點為移動車體M到平面(z，o，y)的投影，則邊Ma垂直于邊ab，則三角形acM為垂直三角形，根據(jù)幾何三角關(guān)系，得出攝像頭光軸的偏移角度β，tan0 =ac/j，其中ac為焦距值，因此隨著j的增加攝像頭光軸的偏移角度β的值會變小，因為攝像頭有偏角，所以前方移動車體M映射到圖像中的像素比例會有所變化，即當移動車體M移動的越來越遠時，每個像素值所代表的j的也會越大，其j的值存在一定的系數(shù)乘積，且該系數(shù)會隨著移動車體M的前移而變大。
[0014]5)計算車體到攝像頭的視覺角度Θ:將攝像頭傾斜角度α與前車特征點到攝像頭光軸的偏移角度β求和得出車體到攝像頭的視覺角度Θ。
[0015]本發(fā)明基于低成本的圖像處理的模型，不僅能夠準確測量前車距離，安全可靠，使用方便，并且使用時給人們帶來視覺上的享受。
[0016]上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項】
1.一種建模測車距的方法，其特征在于，具體步驟如下: (1)測量攝像頭的位置高度H:在安裝或者固定攝像頭時，測量此時攝像頭相對于地面的垂直高度； (2)測量攝像頭傾斜角度α:在安裝或固定攝像頭時，將攝像頭的攝像區(qū)域傾斜到目標區(qū)域； (3)計算車體到攝像頭的視覺角度Θ:通過攝像頭成像，并從成像圖中抓取前車特征點，計算前車特征點到攝像頭光軸的偏移角度β，利用攝像頭傾斜角度α和前車特征點到攝像頭光軸的偏移角度β計算得到車體到攝像頭的視覺角度Θ ； (4)計算車距D:利用幾何三角關(guān)系，根據(jù)攝像頭位置高度H和車體到攝像頭的視覺角度Θ來計算車體到攝像頭的水平面的垂直距離，車距的值D=H/tan0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建模測車距的方法，其特征在于，所述攝像頭傾斜角度α是攝像頭攝像的最遠距離點到攝像頭位置組成的連線與水平地面的夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建模測車距的方法，其特征在于，所述步驟3)計算車體到攝像頭的視覺角度的方法，其具體步驟如下: 1)攝像頭對車體進行成像:通過對實際路況場景的攝像，建立三維空間(X，1，ζ)的前車測距模型； 2)從成像圖中抓取前車特征點:通過紅外攝像頭或者高清攝像頭對前方移動車體進行拍照，從成像圖中抓取前車特征點，并對拍照的原始圖片進行灰度圖轉(zhuǎn)換； 3)計算前車特征點在成像圖中的坐標值:將預存的車牌灰度圖數(shù)據(jù)在帶有車體圖片轉(zhuǎn)換后的灰度圖中進行檢索、利用模糊匹配原則，檢索到前車特征點在圖中的像素(X，y)位置； 4)計算前車特征點到攝像頭光軸的偏移角度β:將成像圖放大，建立移動車體M映射到成像圖中的三維模型，根據(jù)坐標點U，y)的坐標值，計算該點相對于攝像頭光軸的偏移角度β ; 5)計算車體到攝像頭的視覺角度Θ:將攝像頭傾斜角度α與前車特征點到攝像頭光軸的偏移角度β求和得出車體到攝像頭的視覺角度Θ。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種建模測車距的方法，具體步驟包括測量攝像頭的位置高度H、測量攝像頭傾斜角度α、計算車體到攝像頭的視覺角度θ和計算車距D，計算車體到攝像頭的視覺角度θ的方法，具體步驟包括攝像頭對車體進行成像、從成像圖中抓取前車特征點、計算前車特征點在成像圖中的坐標值、計算前車特征點到攝像頭光軸的偏移角度β和計算車體到攝像頭的視覺角度θ，測量攝像頭的位置高度H和測量攝像頭傾斜角度α均在安裝攝像頭時測量，車體到攝像頭的視覺角度θ由攝像頭傾斜角度α與前車特征點到攝像頭光軸的偏移角度β求和得到。本發(fā)明基于低成本的圖像處理的模型，不僅能夠準確測量前車距離，安全可靠，并且使用時給人們帶來視覺上的享受。
【IPC分類】G01C3-00, G06T7-20
【公開號】CN104792302
【申請?zhí)枴緾N201510210923
【發(fā)明人】龍剛, 林宋偉
【申請人】深圳市保千里電子有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月29日