基于图像的路况监测及其在工程机械中的应用

摘要

工程机械行走车辆往往体积庞大，动力强劲，自动化水平不高，以致工程机械行走车辆在作业或行走中极易发生碰撞。工程机械行走车辆迫切需要一种高科技手段，规避碰撞风险，降低事故发生的概率，减轻行车碰撞的强度，保障人身与财产的安全。然而，当前类似的主动安全技术，主要应用在高端的乘用车上。 为解决工程机械路况监测图像处理以及车辆防碰撞避险的技术难题，本课题研究并改进了帧图像处理和目标提取的方法，设计目标判定后的控制策略，作出报警、刹车的决策。本课题严格控制硬件选型成本和软件开发成本，设计了路况检测系统高性价比的软硬件系统，并对传统目标识别技术进行了研究、简化和改进，先采样取出帧图像，再将根据关注路径分割图像、背景差分去除背景和大津阈值分割的混合算法分离目标和背景，然后经中值滤波器去噪声以及Roberts算子提取轮廓，最后依据Hog特征采用SVM分类器进行分类，判别被测目标形状（行人和车辆）。同时，本文将视野内比例测距的距离估算的工程方法，与目标提取的理论有效结合，完成了路面目标实时提取方法的技术创新和可行性验证；而本课题实际的工况测试结果显示，改进后的系统满足客户的实际需求，为该系统的产品化提供了理论依据。

目录

声明

第1章 绪论

1.1课题背景

1.2 行业现状与研究目的

1.3 相关研究及进展

第2章 工况分析与技术路线的选择

2.1 工况分析

2.2 技术路线的选择

第3章 视觉目标提取的基本原理与设计思想

3.1 视觉目标提取的基本原理

3.2 视觉目标提取的设计思想

3.2.1 帧图像提取

3.2.2 帧图像预处理

3.2.3 锁定目标

3.2.4 确定目标

第4章 路况监测系统的输出策略

4.1 对执行器的输出策略

4.2 可选的智能辅助控制

第5章 系统实现

5.1 系统硬件实现

5.1.1 系统整体结构

5.1.2 摄像头

5.1.3 控制单元

5.1.4 传感器

5.1.5 硬件封装

5.2 目标提取方法的改进与软件实现

5.2.1 帧采样频率的参数调节

5.2.2 背景差分去除背景

5.2.3 大津法阈值分割

5.2.4 中值滤波去噪

5.2.5 以Robert算子提取轮廓

5.2.6 目标不变矩提取

5.2.7 分类器分类、目标判定

5.2.8 代码工具

5.3 整机安装

第6章 工况测试与数据分析

课题总结

结束语

参考文献

附录A-英文缩写词释义

致谢