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CrossDetect : detección de pasos de peatones usando algoritmos de visión por computador para la mejora del posicionamiento de vehículos

机译:CrossDetect:使用计算机视觉算法检测行人过路处,以改善车辆定位

摘要

El objetivo de este proyecto es utilizar pasos de peatones, de los denominadospasos de cebra, como puntos de referencia dentro del entorno, detal forma que estos sirvan para corregir el error de posicionamiento que cometensistemas como la Odometría Visual o el GPS, a la hora de localizarun vehículo en el plano. El trabajo desarrollado en este proyecto se podríadividir en dos partes.La primera de ellas, es el desarrollo de un algoritmo de visión por computadorque permite reconocer los pasos de peatones mediante un sistema decámaras estereoscópicas instalado en un coche. Para lograr este objetivo, enprimer lugar, las imágenes obtenidas por una de las cámaras son procesadascon la combinación de un ltro de percentil 43 aplicado a nivel local más unaumbralización (Sebsadji et al., 2010). Este proceso se realiza con el n deextraer aquellos píxeles de la imagen original que pertenecen potencialmentea marcas pintadas en la carretera. Si un píxel de la captura inicial tiene unnivel de gris mayor que el de su correspondiente de la imagen ltrada más elumbral seleccionado, ese píxel es considerado perteneciente a una marca vial,lo que en de nitiva, quiere decir que éste tiene un nivel de gris mucho másalto que el de aquellos píxeles próximos a él. El resultado de este proceso,por tanto, es una imagen binaria que representa en blanco todos aquellospíxeles que pueden pertenecer a una marca vial.Aparte de las marcas viales, fuera de la calzada hay muchos píxeles quecumplen esta condición. Para eliminar de la imagen binaria obtenida todosaquellos que no están sobre la carretera, se utiliza un algoritmo, pertenecientea otro proyecto de la universidad, que realiza este proceso utilizando elmapa de disparidad y el u-disparity de la escena. Es posible obtener estasestructuras gracias al sistema estereoscópico de cámaras.Tras estos dos procesos se obtiene una imagen binaria que representa únicamentelas marcas viales. Si además la parte inferior de la imagen es muyoscura, previamente a estas operaciones se le realiza una mejora de contraste,que realza la zona de la misma correspondiente a la calzada. También serealiza una erosión para eliminar errores de segmentación.Una vez extraídas las marcas viales de la imagen original, se distinguenlas que son pasos de peatones del resto mediante un análisis de las frecuenciasde la transformada rápida de Fourier (Fast Fourier Transform, FFT).Para obtener ésta se usa la proyección horizontal, la cual se obtiene comoresultado de la suma de los píxeles de cada columna de la imagen binariaobtenida. Cuando se detecte un paso de peatones, se calculará su posiciónen la imagen y su distancia con respecto al vehículo. Para determinar laposición, se utiliza la losofía anterior de la proyección horizontal, aplicadaen esta ocasión a las las de la imagen binaria (proyección vertical). Unavez calculada ésta, se hace uso del per l de la calzada y los parámetrosópticos del sistema para calcular su distancia. Para aproximar el per l dela calzada se utilizará el v-disparity y la Transformada de Hough para rectas.En la segunda parte del trabajo, una vez detectado un paso de peatonesy conocida su posición relativa respecto al vehículo, se pretende usar estainformación para corregir el error de posicionamiento que introducen otrossistemas de localización. Usando como dato la cartografía de OpenStreetMap(OSM), si un sistema de localización como el GPS, o la Odometría Visual,predice que el coche se aproxima a un paso de peatones, el algoritmo devisión entraría en funcionamiento. Si el paso de peatones fuera detectadopor el algoritmo de visión antes o después de lo previsto por el sistema deposicionamiento tradicional, el error que éste cómete podría ser estimadoy corregido, reposicionando el vehículo en su localización correcta dentrodel mapa. Esta parte sólo es desarrollada de manera teórica en el presenteproyecto, de tal manera que se propone su implementación para futurostrabajos.
机译:该项目的目的是使用所谓的斑马线的人行横道作为环境中的参考点,具体来说,当人行横道用于纠正视觉测距法或GPS等系统的定位误差时,在地图上找到车辆。该项目中进行的工作可以分为两部分,第一部分是计算机视觉算法的开发,该算法允许通过安装在汽车中的立体摄像头系统识别人行横道。为了实现这一目标,首先,使用本地应用的第43个百分位滤波器和一个阈值的组合来处理由一台摄像机获得的图像(Sebsadji等,2010)。执行此过程的目的是从原始图像中提取可能属于道路标记的那些像素。如果来自初始捕获的像素的灰度级高于其与过滤后的图像对应的灰度级加上选定的阈值,则该像素被视为属于道路标记,这在绝对意义上意味着其具有灰度级远高于旁边的像素。因此,此过程的结果是一个二进制图像,用白色表示所有可能属于道路标记的像素,除了道路标记以外,道路之外还有许多满足此条件的像素。为了从获得的二值图像中消除所有不在路上的图像,使用了一种算法,该算法属于大学的另一个项目,该算法使用视差图和场景的u视差执行此过程。借助立体相机系统,可以获得这些结构,经过这两个过程,便获得了仅代表道路标记的二进制图像。如果图像的下部也很暗,则在执行这些操作之前会进行对比度增强,这会增强图像对应于道路的区域。从原始图像中提取道路标记后,通过分析快速傅立叶变换(FFT)的频率,可以将它们区别为行人交叉口,从而消除分割误差。为此,使用水平投影,该水平投影是作为获得的二进制图像的每一列的像素之和的结果而获得的。当检测到人行横道时,将计算其在图像中的位置及其与车辆的距离。为了确定位置,使用了以前的水平投影原理,这次将其应用于二值图像(垂直投影)的原理。一旦计算出该距离,便使用道路轮廓和系统的光学参数来计算其距离。在工作的第二部分中,一旦检测到行人过路处并且知道其相对于车辆的位置,该信息将用于校正道路的轮廓。其他定位系统引入的定位错误。使用OpenStreetMap(OSM)映射作为数据,如果诸如GPS或Visual Odometry之类的定位系统预测汽车正在接近人行横道,则视觉算法将启动。如果在传统定位系统所预见的前后通过视觉算法检测到人行横道,则可以估计并纠正由此造成的误差,从而将车辆重新定位在地图内的正确位置。本部分仅以理论方式在本项目中进行开发,因此建议将其实施用于以后的工作。

著录项

  • 作者

    Marín Cabeza Adrián T.;

  • 作者单位
  • 年度 2014
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 spa
  • 中图分类

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