基于计算机视觉的车辆外廓尺寸测量系统研究与应用

【摘要】随着社会经济的发展,汽车保有量的迅速增加,人们在享受交通运输发展带来的巨大便利和利润的同时,也出现了各类车辆进行改装以增加运量的非法现象。车辆的超限超载行为已经成为恶性交通事故的主要原因,引起了社会的广泛关注。车辆外廓尺寸测量是识别车辆非法改装的一种重要方法,也是机动车办理注册登记和年检时的重要项目,目前普遍使用卷尺、杆尺等工具进行人工测量,劳动强度大、测量时间长、测量结果易受人为因素影响。为了满足车辆管理部门对车辆外廓尺寸的自动化测量需求,本文研究并实现了一种基于计算机视觉的车辆外廓尺寸测量系统,实现了对车辆外廓尺寸非接触、快速精确测量。本文的主要研究内容如下：1.本文首先围绕相机成像模型、相机标定、图像校正三个方面研究了车辆外廓尺寸测量中的计算机视觉算法基础。介绍了图像坐标系、相机坐标系、世界坐标系和它们之间的转换关系,结合相机的线性和非线性模型,给出了相机内外部参数的定义；介绍了基于2D平面靶标的摄像机标定方法,详细阐述了其中的单应性矩阵估计过程；叙述了利用相机标定参数将畸变图像校正为非畸变图像的方法。2.详细研究并阐述了车身外廓长度的测量方法。首先利用单高斯模型结合种抗阴影的背景减除算法对图像进行区域分割,去除图像背景,提取车身图像；然后研究了车身图像拼接的相关方法：利用Canny边缘特征完成图像匹配,得出图像之间的平移量,完成车身侧面图像拼接；接着阐述了根据双目测距原理,利用Harris角点特征完成图像间的立体匹配,得出两幅图像间的视差,算出车辆与相机间距离的过程；最后,叙述了车身实际长度测量的原理和方法,得出实际测量结果并加以分析。3.详细研究并阐述了车身外廓宽度的测量方法。首先使用一种简单的相邻像素差值的方法提取车辆顶视图的边缘点,并用RANSAC算法对边缘点进行直线拟合得出车辆顶视图边缘直线方程,进而求出车顶的实际物理宽度,给出并分析了实际测量结果。4.将本文的方法应用于实际车辆外廓尺寸测量,提出并实现了一套完整的测量方案。从硬件环境架设和软件开发两方面详细叙述了系统的设计、实现过程,给出了系统算法处理流程图。论文所作的研究与开发工作是计算机视觉测量技术与生产实际相结合的一个典型应用。本文取得的一些研究成果,为车辆外廓尺寸自动化测量提供了一种有效的技术手段,具有一定的理论意义和工程应用价值。
【作者】袁涵；
【导师】汤进；方贤勇；
【作者基本信息】安徽大学，计算机应用技术，2014，硕士
【关键词】计算机视觉；车辆尺寸；测量系统；图像匹配；图像拼接；

【参考文献】
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