基于单目视觉的车辆检测与跟踪

【摘要】随着汽车在人们日常生活中普及程度越来越高，交通安全方面的问题也成为不可忽视的问题。如何减少因车辆碰撞而导致的交通事故的发生成为当今研究的热点之一。车辆防碰撞预警系统是解决这一问题的有效解决方案。目前已经商业化的车辆防碰撞预警系统大部分是基于单目视觉的。车辆检测及车辆跟踪是此类系统的两个核心算法。本文在分析和比较国内外各种算法的基础上，以高速公路为应用场景，提出了相应的车辆检测与跟踪的算法。本文主要研究内容如下：1）针对白天场景道路车辆检测问题，提出基于阴影特征与垂直边缘对称性特征的方法来检测前方车辆。首先，使用车道检测确定路面区域，再使用基于统计的自适应方法确定阴影阈值，增强了对路面情况变化的适应性。然后，根据阴影阈值获得车底的阴影线段。再根据阴影线段得到ROI（感兴趣区域），结合垂直边缘对称规则来验证ROI是否为车辆区域。2）针对夜间道路车辆检测问题，提出了基于车辆尾灯特征的方法来检测夜间道路前方车辆。首先确定车辆尾灯需要检测的区域，降低了检测的复杂度，然后根据夜间高速公路场景下的车辆尾灯的颜色和亮度特征和车辆尾灯的空间分布特点，通过搜索的方法得到候选尾灯的图像。通过对候选尾灯图像连通区域的信息量化得到候选尾灯的具体信息。最后，根据车辆尾灯对的几何特征规则来对候选尾灯进行配对从而得到车辆尾灯对，实现对夜间车辆的检测。3）为了解决高速公路驾驶场景中车辆跟踪的稳定性与震动干扰的问题，提出基于邻域结合预跟踪队列和稳定跟踪队列的前方运动车辆跟踪方法。基于邻域的方法可以大幅减小需要跟踪的区域，提高运算速度。利用预跟踪队列筛选出稳定的跟踪目标，以增强跟踪方法的稳定性。在邻域的基础上使用稳定跟踪队列来加强对跟踪目标丢失以及跟踪目标特征变化的容错性因此能减小因摄像头震动、背景光源的干扰，从而加强了跟踪方法的抗干扰性与准确性。最后，本文在Windows系统下，使用VisualStudio2008编程实现了车辆检测与跟踪方法。由高速公路场景下视频的实验结果证明本文方法具有较好的稳定性、准确率与实时性。
【作者】李枭；
【导师】徐向华；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，计算机技术，2014，硕士
【关键词】车辆检测；车辆跟踪；阴影特征；车辆尾灯；车辆防碰撞预警；

【参考文献】
[1]赵文倩.论情势变更规则[D].河北经贸大学,民商法学,2013,硕士.
[2]秦灿华.基于无速度传感器的PMSM矢量控制研究[D].湖南工业大学,电力电子与电力传动,2012,硕士.
[3]裴紫伊.圜道思维与对外汉语教学[D].厦门大学,语言学及应用语言学,2014,硕士.
[4]谢兆蕾.教师书面反馈对大学生英语写作的影响[D].曲阜师范大学,外国语言学及应用语学,2013,硕士.
[5]陈旭成.一维银纳米线的制备、设计及其表面增强拉曼光谱研究[D].中国科学技术大学,无机化学,2014,硕士.
[6]万洪莉.基于Web服务的EAI在网络化制造中的应用[D].沈阳工业大学,2004.
[7]王永锋.我国外商投资企业登记制度问题研究[D].山东大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[8]范临.黑穗醋栗品种资源形态特征及果实特性调查研究[D].东北农业大学,果树学,2013,硕士.
[9]本报记者华凌.石墨烯“后劲”十足[N].科技日报,2012-06-09002.
[10]高建.基于文化生态学的深圳城中村改造空间策略研究[D].哈尔滨工业大学,城市规划与设计,2013,硕士.
[11]王国明,简祯富.台湾工业工程理论及应用发展回顾[J].工业工程与管理,2003,03:1-5+23.
[12]赵楠.桦褐孔菌发酵产物中化学成分的研究及其药理活性的初探[D].吉林农业大学,中药学,2012,硕士.
[13]李红星.运动原子与典型光场作用的纠缠动力学[D].内蒙古师范大学,光学,2013,硕士.
[14]谢剑鸣.潜力与工作[J].石油地球物理勘探,1979,01:1-8.
[15]吕生华,孙婷,刘晶晶,马宇娟,邱超超.氧化石墨烯纳米片层对水泥基复合材料的增韧效果及作用机制[J].复合材料学报,2014,03:644-652.
[16]黄晓炎.道清矿大倾角回采巷道锚杆支护设计及应用[D].辽宁工程技术大学,采矿工程,2012,硕士.
[17]何信佳.不同吸氧方式对小鼠骨髓放射生物效应影响的实验研究[D].青岛大学,肿瘤学,2004,硕士.
[18]余淑丽.《认真的重要性》中对话的人际意义研究[D].南昌大学,外国语言学及应用语言学,2012,硕士.
[19]郑荣飞.协议控制模式境外上市中的控制协议及其违约风险分析[D].厦门大学,法律,2014,硕士.
[20]陈氏映雪（TranThiAnhTuyet）.Weka环境下模糊聚类算法集成研究[D].上海大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[21]宋金环.深圳天仁合公司APEX放大器项目商业计划书[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[22]翟小康.独立董事民事责任制度研究[D].安徽大学,经济法学,2013,硕士.
[23]武洪岩.基于WSN的废弃矿山垃圾填埋场边坡监测系统的研究[D].辽宁工程技术大学,机械电子工程,2012,硕士.
[24]苏守宝,郁书好.一种基于密度的增量式网格聚类算法[J].皖西学院学报,2004,05:91-94.
[25]李磊.水稻卷叶基因rl_(t)的克隆及OsAGO1a的RNAi分析[D].扬州大学,作物遗传育种,2013,博士.
[26]徐家旺,朱云龙,黄小原,邱若臻.闭环供应链管理问题的研究进展[J].系统工程,2008,08:1-10.
[27]李汉奇.对青少年跳远运动员实施核心力量训练效果的研究[D].北京体育大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[28]李娟娟.反渗透-Fenton氧化法处理高浓度有机磷工业废水[D].华中科技大学,分析化学,2013,硕士.
[29]胡广杰.多点强化氧化沟工艺处理混合型城市污水除磷中试研究[D].郑州大学,环境工程,2013,硕士.
[30]卢艳峰.虚拟社区互动沟通对网络购物意向的影响模式研究[D].浙江大学,2006.
[31]唐立岷.~(18)F-FDG PET在诊断乳腺癌和淋巴结转移中的价值[D].青岛大学,放射医学,2013,硕士.
[32]胡大伟.基于LINTUL3模型的马铃薯生长与氮肥利用研究[D].沈阳农业大学,蔬菜学,2013,硕士.
[33]莫露骅.废旧电子产品回收再制造闭环供应链收入费用共享契约研究[D].华东交通大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[34]田大栓,包祥,关其格,潘庆民.内蒙古草原3种针茅属植物不同组织水平的生物量生殖分配[J].植物生态学报,2009,01:97-107.
[35]金苏蓉.吉安市楠木容器苗造林年生长效应的研究[D].江西农业大学,森林经理学,2012,硕士.
[36]黎鹏.我国反家庭暴力地方立法的完善[D].广东财经大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[37]耿丁新.二硫化钼分级纳米结构的制备与光催化性能[D].华南理工大学,2011.
[38]张熙旸.DH公司盆式绝缘子产品质量改进研究[D].北京交通大学,2014.
[39]牛光涛.北太平洋海温三极子模态时空分布特征及其形成机制探讨[D].兰州大学,气象学,2013,硕士.
[40]明健.17-β雌二醇在TAO成纤维细胞氧化应激中的保护作用研究[D].第二军医大学,眼科学（专业学位）,2013,硕士.
[41]董哲.河北省新型城镇化发展问题研究[D].河北师范大学,马克思主义基本原理,2014,硕士.
[42]张亚军.氯胺酮对大鼠丘脑VPM核及S1区神经元谷氨酸受体的作用[D].遵义医学院,麻醉学,2013,硕士.
[43]王妤.英语课堂互动中教师纠正性反馈和学生回应的研究[D].山西师范大学,英语课程与教学论,2014,硕士.
[44]周文贵.调控费托合成产物分布新工艺及催化剂的研究[D].北京化工大学,化学工程与技术,2013,硕士.
[45]王刚,吕栋腾.混凝土搅拌站的无线通信设计[J].轻工科技,2014,10:72-73+77.
[46]张心智.金融资产管理公司商业化转型的问题与对策研究[D].南昌大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[47]刘旭.锌指核酸酶介导的体细胞基因打靶技术生产转基因克隆牛的研究[D].西北农林科技大学,临床兽医学,2014,博士.
[48]赵明.利用新型组织工程软骨修复兔关节软骨缺损的实验研究[D].川北医学院,外科学,2013,硕士.
[49]杨宏瀚.养血柔肝汤配合外洗治疗气血虚型肩周炎的临床研究[D].广州中医药大学,中医骨伤科学（专业学位）,2013,硕士.
[50]付佳.静脉溶栓与动脉溶栓治疗急性脑梗死的疗效对比[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.