基于視覺和雷達信息融合技術(shù)的汽車輔助駕駛系統(tǒng)研究.pdf

1、摘要論文題目：基于視覺和雷達信息融合技術(shù)的汽車輔助駕駛系統(tǒng)研究學(xué)科名稱：控制理論與控制工程研究生：楊衛(wèi)民 ‘J I l l l l l l l U r l l l lJ l l J P l l l l l ll l I J Jl l l l F r lJ I I J 簽名：獺指導(dǎo)教師：張曉暉副教授 Y 3 10 7 6 4 5 簽名：蠶壘勘鄉(xiāng) 指導(dǎo)教師：張曉暉副教授 簽名：氫魚型眵摘 要隨著社會經(jīng)濟以及汽車制造技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車的數(shù)量

2、越來越多，由此引起的行車安全問題也日益成為社會關(guān)注的焦點。如果能在發(fā)生危險之前給駕駛員以預(yù)警，將在一定程度上降低交通事故率以及事故所帶來的損失。因此，汽車輔助駕駛系統(tǒng)成為了研究的熱點。目前大部分汽車輔助駕駛系統(tǒng)采用單傳感器系統(tǒng)：一些是基于雷達的，另外一些是基于視覺的等等。但是不管是基于雷達的還是基于視覺的單傳感器汽車輔助駕駛系統(tǒng)都不能保證提供完全可靠的環(huán)境信息，由此帶來的虛警、漏警也影響了系統(tǒng)的可靠性。多傳感器信息融合技術(shù)的發(fā)展為提高汽

3、車輔助駕駛系統(tǒng)的可靠性帶來了新的希望。本課題采用多傳感器信息融合的方法來設(shè)計汽車輔助駕駛系統(tǒng)。車輛環(huán)境信息由視覺傳感器和雷達傳感器分別獲得。道路線目標(biāo)的檢測與跟蹤采用基于“模板匹配”的檢測算法。圖像搜索則采用基于G A 和運動預(yù)測的隨機搜索方法。由圖像處理算法識別出道路線以后便可以只在道路線內(nèi)識別前車，根據(jù)車輛底部的陰影得到可能存在前車的候選區(qū)域，并且通過熵值歸一化的灰度對稱性對前車候選區(qū)域進行確認。得到道路線信息后，由本車與道路線的橫

4、向關(guān)系可知本車是否偏離車道線，如果偏離則給出預(yù)警。由視覺傳感器和雷達傳感器分別得到的前車信息，利用D —S 證據(jù)理論融合算法將兩者信息融合判斷前車信息，這樣可以使得到的前車信息更加可靠。最后利用雷達傳感器獲得的前車與本車的相對速度和距離信息通過臨界車距公式計算目前情況下是否需要給出相應(yīng)的預(yù)警。通過實驗驗證本多傳感器信息融合系統(tǒng)能在一定程度上降低虛警、漏警，基本能滿足汽車輔助駕駛系統(tǒng)的要求。關(guān)鍵詞：多傳感器信息融合；圖像處理；D ．S 證

5、據(jù)理論；輔助駕駛A b s t r a c tT i t l e ：T H ER E S E A R C H O F D R I V E R ·A S S I S T A N C E S Y S T E M B A S E D O NV I S U A L A N D R A D A R I N F O R M A T l O N F U S l O NM a j o r ：C o n t r o l T h e o w a

6、n d C o n t r o l E n g i n e e r i n gN a m e ：W e i m i n Y A N GS u p e r v i s o r ：A s s o c i a t e P r o f ．X i a o h u i Z H A N GS i g n a t u r e ：S i g n a t u r e ：翌! 竺虹A b s t r a c tW i t ht h ed e v e l o

7、p m e n t o fs o c i a l e c o n o m ya n da u t o m o b i l em a n u f a c t u r e t e c h n i q u e ，t h eq u a n t i t yo f a u t o m o b i l ei s g e t t i n gl a r g e r , S Ot h ed r i v i n gs e c u r i t yp r o b

8、 l e mh a sb e e ne x t r e m e l yc o n c e r n e d ．T h el o s sw h i c h t h ep o t e n t i a la c c i d e n tc o u l dp r o b a b l yb r i n ga n dt h ea c c i d e n tr a t ew o u l d b e r e d u c e d ，i f t h e r e

9、i sa l le a r l yw a r n i n g t ot h e a u t o m o b i l ed r i v e r b e f o r ed a n g e r ．T h e r e f o r e ，t h er e s e a r c h o n d r i v e r - a s s i s t a n c es y s t e m h a sb e c o m e a h o t s p o t ．A

10、t p r e s e n t ，t h es i n g l es e n s o r s y s t e m i sw i d e l y u s e di n m o s to f t h ed r i v e r - a s s i s t a n c es y s t e m s ，s o m e a r eb a s e d o n r a d a r , a n d s o m e a r e b a s e do n v

11、 i s i o n ．H o w e v e r ，n e i t h e r o f t h e s e t w o m e t h o d sc o u l dg u a r a n t e er e l i a b l ee n v i r o n m e n t a li n f o r m a t i o n ，a n d i t m a y c a u s e v i r t u a lw a r n i n g a n

12、d f a l s ew a r n i n g w h i c h c o u l d a f f e c t s y s t e m ’S r e l i a b i l i t y ．T e c h n i c a l l y , t h e d e v e l o p m e n t o f t h em u l t i —s e n s o r i n f o r m a t i o nf u s i o n t e c h

13、n o l o g y b r i n g s h o p e f o r e n h a n c i n g t h e r e l i a b i l i t y o fd r i v e r - a s s i s t a n c es y s t e m ．T h e m e t h o do f m u l t i - s e n s o ri n f o r m a t i o n f u s i o ni sa d o p

14、 t e d t o d e s i g nt h ed r i v e r - a s s i s t a n c es y s t e m i nt h i sp a p e r ．T h ev e h i c l e ’Se n v i r o n m e n ti n f o r m a t i o n i so b t a i n e d s e p a r a t e l yb y t h ev i s u a ls e n

15、 s o ra n dt h er a d a rs e n s o r ．T h em e t h o dt o d e t e c ta n dt r a c ki s b a s e do nt e m p l a t em a t c h i n ga l g o r i t h m ．A n d t h ev i s u a ls e a r c h u s e sr a n d o ms e a r c h i n gm e

16、 t h o d w h i c h i sb a s e d o r lG A a n d t h em o v e m e n t f o r e c a s t ．A f t e rl a n el i n e si sr e c o g n i z e d ，v e h i c l ec a n d i d a t e r e g i o n sc o u l d b e i d e n t i f i e da c c o r

17、 d i n g t ot h es h a d o w u n d e r n e a t h ，a n d t h ev e h i c l ec a n d i d a t e r e g i o n sa r ec o n f i r m e df r o mt h eg r a y —s c a l es y m m e t r yt h e o r y ．W h e nt h el a n el i n e si n f o

18、 r m a t i o n i S a c c o m p l i s h e d ，t h et r a n s v e r s er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h e v e h i c l ea n dt h el a n e l i n e s i s u s e dt oj u d g ew h e t h e rt h ev e h i c l e i sb e y o n d

19、t h el a n el i n e s o rn o t ，a n d a ne a r l yw a r n i n gw i l l b eg i v e ni ft h ev e h i c l ei s d e v i a t e d ．W h a t ’Sm o r e ，t h eD - S e v i d e n c et h e o r yf u s i o na l g o r i t h mi s a d o p

20、 t e d t og e ti n f o r m a t i o no f t h ef r o n tv e h i c l e ，w h i c h c o u l dm a k e t h ei n f o r m a t i o nm u c h m o r er e l i a b l e ．F i n a l l y , t h er e l a t i v es p e e da n d d i s t a n c e

21、i n f o r m a t i o n b e t w e e nt h et w o v e h i c l e sa r e u s e dt oc a l c u l a t et h en e c e s s i t yo f g i v i n ga ne a r l y w a r n i n g a c c o r d i n g t ot h ec r i t i c a ld i s t a n c ef o r