单目视觉自动泊车控制系统研究

【摘要】据统计，截止2012年底，我国汽车保有量已达1.2亿辆，预计还会继续增长。汽车数量的大幅增加，使本身不够宽敞的停车位变得更加狭窄。将车辆顺利停入狭窄的停车位，对许多驾驶员而言都十分困难，由此导致的意外事故也在逐年增加，机器视觉泊车辅助系统可有效解决这些难题，然而，已研究的机器视觉泊车辅助系统存在需要人工干预及车位识别能力较弱等缺点。针对这些问题，本文提出了单目视觉自动泊车控制系统算法。文章主要内容包括以下几个方面：(1)比较了单双目视觉进行图像测量的优缺点，采用张正友摄像机标定法对摄像机进行了标定，分析了摄像机位置变化对测量结果的影响。(2)搭建了单目视觉自动泊车控制系统试验平台。以飞思卡尔公司的MC9S12XS128芯片作为车控MCU，控制车辆的运动，采用TI公司的TMS320DM642芯片作为协处理器，单独处理视频信号，设计了传感器模块和执行机构，共同构成了自动泊车控制系统的硬件结构，并设计了自动泊车控制系统软件流程。(3)对基于单目视觉的车位线识别算法做了深入研究，包括车位角点的粗提取和车位角点的精匹配两个部分。首先对图像进行预处理，并将其转换成鸟瞰图，引入金字塔分层的思想，提取金字塔高层图像中车位线的骨架，采用Hough变换检测骨架所在直线，确定车位角点候选点；然后，根据车位角点候选点的位置在鸟瞰图上裁剪感兴趣区域，提取每一个区域中车位角点骨架，采用自适应遗传算法对骨架进行模板匹配，获取所有车位角点的图像坐标，根据真实车位的几何特征确定目标车位；最后，采集了50张不同光照条件下的车位图像进行车位识别，准确率达到了98%。试验结果表明，本文提出的车位线识别算法能有效识别目标车位。(4)对路径规划进行了初步探讨。首先对基于圆弧的平行泊车路径规划方法进行了简单介绍，然后，基于阿克曼转向几何建立汽车运动学模型，根据汽车的转向特性和车位信息规划基于回旋曲线的曲率连续平行泊车路径，有效避免了曲率不连续的缺点，对提高泊车效率、增加驾驶员舒适性有重要意义。(5)在模型车上进行了平行泊车试验，验证了试验平台的功能有效性，方便后续控制算法的改进与开发。
【作者】周培义；
【导师】白中浩；
【作者基本信息】湖南大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】自动泊车系统；单目视觉；车位线识别；路径规划；回旋曲线；

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