视觉导航智能车辆的目标识别精确性与实时性研究

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基于深度学习的自动驾驶车辆目标检测与感知研究

基于深度学习的自动驾驶车辆目标检测与感知研究

基于深度学习的自动驾驶车辆目标检测与感知研究自动驾驶技术在近年来的飞速发展中取得了令人瞩目的成果,其中自动驾驶车辆的目标检测与感知技术是其核心关键。

基于深度学习的自动驾驶车辆目标检测与感知研究是当前自动驾驶技术发展的热点之一。

本文将从深度学习的基本原理、自动驾驶车辆的目标检测任务和感知技术入手,探讨基于深度学习的自动驾驶车辆目标检测与感知的研究现状和未来发展方向。

深度学习作为一种人工智能技术,在目标检测与感知任务中取得了显著的成果。

它通过构建多层神经网络,并在大规模数据集上进行训练,能够自动学习和提取特征。

深度学习方法不仅具备良好的非线性拟合能力,还可以适应复杂的环境变化和图像噪声。

因此,基于深度学习的自动驾驶车辆目标检测与感知技术成为当前研究的主流。

自动驾驶车辆的目标检测任务是指对车辆周围环境中的物体进行识别和定位。

这对于实现车辆的自主导航和避免碰撞至关重要。

基于深度学习的目标检测算法主要包括两个阶段,即目标分类和目标定位。

在目标分类阶段,模型通过学习大量标注样本,能够准确地识别出图像中的不同物体类别。

而在目标定位阶段,模型则通过回归算法来预测目标的位置信息。

通过这两个阶段的联合工作,自动驾驶车辆能够实现准确的目标检测。

在深度学习方法中,卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)是最常用的模型之一。

通过卷积层和池化层的组合,卷积神经网络能够在图像中进行特征提取,并基于提取的特征进行目标分类和定位。

而在自动驾驶车辆的目标检测中,一种经典的CNN模型称为区域卷积神经网络(Region Convolutional Neural Network, R-CNN)。

R-CNN通过生成大量候选框来获取目标的位置信息,并通过卷积神经网络对每个候选框进行分类和定位。

虽然R-CNN在目标检测任务上取得了较好的性能,但其复杂的计算过程和较长的检测时间限制了其在实时应用中的广泛推广。

基于DSP的视觉导航智能车辆路径识别

基于DSP的视觉导航智能车辆路径识别

1 智能车辆路径导航 的原理
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根据地面设置 的条状导航路径和路面背景的图像灰度值 的差异 , 经过图像处理后便可识别出该导航
收 稿 日期 :0 1—1 21 I一1 5
基金项 目: 安徽科技学院人才引进 ( 稳定 ) 目( R 2 13 2 ; 项 Z C 0 10 ) 安徽科技学院重点建设学科车辆工程支持项 目( K K 0 0 — ) A X 2 12 5 。 作者简介 : 李进( 9 2 , , 18 一)男 安徽省蚌埠市人 , , 博士 讲师 , 主要从 事汽车电子与控制技术研究。
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安徽科 技学院学 报
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( 安徽科技学院 机电与车辆工程学院 , 安徽 摘
要: 机器视觉由于具有多种优点, 在智能车辆导航 中得到广泛应 用。针对智能车辆路径导航直线模型
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和 实时性 。 以德 州仪 器的 D C 4 E 6 3数 字信 号处理 器作 为 图像 采 集和 处 理芯 片, 智能 车辆 路 径识 别 系统 对
第2 6卷第 1 期


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计算机视觉技术在自动驾驶中的使用中常见问题解决方法

计算机视觉技术在自动驾驶中的使用中常见问题解决方法

计算机视觉技术在自动驾驶中的使用中常见问题解决方法随着人工智能和计算机视觉技术的发展,自动驾驶成为了当前科技研究和应用的热点之一。

计算机视觉技术在自动驾驶中起着关键作用,能够帮助自动驾驶系统感知周围环境、识别目标物体、规划路径以及做出决策。

然而,在实际的应用过程中,我们也会面临一些常见的问题。

本文将围绕这些问题展开探讨,并提供解决方法。

问题一:目标检测和识别的准确性不足在自动驾驶中,目标检测和识别是至关重要的一环。

然而,现实生活中的场景较为复杂,可能会有光照变化、阴影、模糊图像等情况,导致目标检测和识别的准确性不足。

解决这一问题的方法有以下几种:1. 使用更高级的深度学习模型:近年来,深度学习模型在计算机视觉领域取得了巨大的突破。

使用更高级的模型如Faster R-CNN、YOLO和EfficientDet等,可以提高目标检测和识别的准确性。

2. 数据增强技术:通过对训练数据进行增强,如图像旋转、缩放和裁剪等操作,可以增加目标检测和识别算法对不同场景的鲁棒性。

3. 多传感器融合:将多个传感器(如摄像头、激光雷达和雷达)的数据进行融合,可以提高目标检测和识别的准确性。

不同传感器具备不同的特性,通过融合可以弥补各自的局限性。

问题二:实时性要求较高在自动驾驶中,实时性要求非常高,即系统需要在极短的时间内对周围环境进行感知、决策并执行。

然而,计算机视觉算法通常需要大量的计算资源和时间。

解决这一问题的方法如下:1. 硬件优化:使用专门设计的硬件加速器,如GPU(图像处理单元)和TPU(张量处理单元),可以提高计算机视觉算法的运算速度和效率。

2. 优化算法:对于计算复杂度较高的算法,可以进行算法优化,例如通过降低分辨率、减少计算步骤和使用特定的数据结构等措施,以提高实时性。

3. 分布式计算:利用分布式计算的优势,将任务分解为多个子任务,并在多个计算节点上并行进行处理,以加快计算速度。

问题三:鲁棒性不够自动驾驶车辆在实际应用中往往会遭遇各种复杂的情况,如恶劣天气、道路标志覆盖、目标物体变化等,会导致计算机视觉系统的鲁棒性不足。

视觉SLAM技术在无人驾驶车辆中的应用研究

视觉SLAM技术在无人驾驶车辆中的应用研究

视觉SLAM技术在无人驾驶车辆中的应用研究近年来,随着无人驾驶技术的不断发展,视觉SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)技术在无人驾驶车辆中的应用也越来越受到关注和重视。

视觉SLAM技术是一种通过使用单个或多个摄像头实时感知周围环境并同时定位自身,构建三维地图的技术。

在无人驾驶领域,视觉SLAM技术被广泛应用于实现车辆的定位与导航、障碍物检测与识别等关键任务。

首先,视觉SLAM技术在无人驾驶车辆中的定位与导航方面发挥着重要的作用。

通过使用一系列摄像头,并结合激光雷达和惯性测量单元等传感器,无人驾驶车辆能够实时地感知自身周围环境和地图,并准确地估计车辆的位置和姿态信息。

这些定位与导航技术对于无人驾驶车辆的安全行驶至关重要,能够确保车辆在复杂的道路环境中准确地驾驶,并且实时做出路径规划。

其次,视觉SLAM技术在无人驾驶车辆中的障碍物检测与识别任务中起到了至关重要的作用。

通过结合摄像头和深度学习算法,无人驾驶车辆能够实时地感知并识别出各种道路上的障碍物,如车辆、行人、交通标识等。

这些识别结果能够为车辆的决策和规划提供重要的参考信息,使车辆能够避开障碍物并安全行驶。

另外,视觉SLAM技术还可以应用于无人驾驶车辆的路径规划和地图构建任务中。

通过使用多个摄像头和其他传感器,无人驾驶车辆可以实时地感知车辆周围的环境,并将这些感知到的数据用于构建地图和规划最优路径。

视觉SLAM技术的应用使得无人驾驶车辆能够更好地适应不同的道路和环境,并且能够根据实时情况做出相应的路径规划。

此外,视觉SLAM技术还能够为无人驾驶车辆提供更加精确的感知和定位能力。

相比于其他传感器,例如激光雷达和雷达等,摄像头能够更好地感知到环境的细节信息,从而提供更加准确的感知结果。

而且,摄像头的成本相对较低,容易实现大规模应用。

因此,视觉SLAM技术在无人驾驶车辆中的应用也更具有广泛性和可行性。

《2024年基于深度学习的车辆目标检测》范文

《2024年基于深度学习的车辆目标检测》范文

《基于深度学习的车辆目标检测》篇一一、引言随着科技的快速发展,深度学习在计算机视觉领域的应用越来越广泛,特别是在车辆目标检测方面。

车辆目标检测是智能交通系统、自动驾驶、安防监控等众多领域的重要技术之一。

本文旨在探讨基于深度学习的车辆目标检测技术的相关内容、研究现状、发展及应用,为相关研究与应用提供参考。

二、车辆目标检测相关内容概述车辆目标检测是指利用图像处理技术,从图像或视频中检测出车辆的目标位置。

传统的车辆目标检测方法主要依赖于人工设计的特征提取器,如SIFT、HOG等。

然而,这些方法在复杂环境下的检测效果并不理想。

近年来,随着深度学习技术的发展,基于深度学习的车辆目标检测方法逐渐成为研究热点。

三、深度学习在车辆目标检测中的应用深度学习通过构建多层神经网络,可以自动学习图像中的特征,从而提高车辆目标检测的准确性和鲁棒性。

目前,基于深度学习的车辆目标检测方法主要包括基于区域的方法和基于回归的方法。

1. 基于区域的方法:该方法首先在图像中生成一系列候选区域,然后利用卷积神经网络对候选区域进行分类和回归。

代表性算法有R-CNN系列(R-CNN、Fast R-CNN、Faster R-CNN等)。

2. 基于回归的方法:该方法直接从图像中回归出车辆的位置和大小。

代表性算法有YOLO系列(YOLOv1、YOLOv2、YOLOv3等)和SSD等。

四、深度学习车辆目标检测的研究现状目前,基于深度学习的车辆目标检测在学术界和工业界都取得了显著的进展。

一方面,研究人员不断改进神经网络结构,提高模型的性能;另一方面,研究人员也关注模型的实时性和鲁棒性。

此外,针对不同场景和需求,研究人员还提出了许多具有针对性的算法和模型。

五、深度学习车辆目标检测的挑战与展望尽管基于深度学习的车辆目标检测取得了显著的成果,但仍面临一些挑战和问题。

首先,在复杂环境下,如光照变化、遮挡、多尺度等情况下,车辆的准确检测仍然具有一定的难度。

其次,实时性和鲁棒性也是亟待解决的问题。

《2024年基于视觉感知的无人机目标识别与跟踪技术研究》范文

《2024年基于视觉感知的无人机目标识别与跟踪技术研究》范文

《基于视觉感知的无人机目标识别与跟踪技术研究》篇一一、引言随着科技的不断发展,无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)的普及应用已涉及众多领域,包括但不限于军事侦察、目标跟踪、城市规划等。

为了进一步推动无人机的应用发展,目标识别与跟踪技术成为研究的热点。

基于视觉感知的无人机目标识别与跟踪技术是其中重要的一环,本文将针对这一技术进行深入的研究与探讨。

二、无人机目标识别技术的概述无人机目标识别技术主要是通过无人机搭载的摄像头等视觉传感器捕捉到的图像或视频信息进行目标特征的提取与识别。

识别技术通常依赖于计算机视觉算法,通过分析图像中目标物体的特征信息,如颜色、形状、纹理等,进而进行目标物体的识别。

这些技术常应用于交通监控、安保等领域。

三、基于视觉感知的目标识别关键技术1. 特征提取技术:利用计算机视觉算法,对捕捉到的图像或视频进行特征提取,包括颜色特征、形状特征、纹理特征等。

这些特征是目标识别的关键信息。

2. 深度学习技术:深度学习在目标识别中发挥着重要作用,通过训练大量的数据集,使模型能够自动学习到目标的特征信息,提高识别的准确率。

3. 目标跟踪技术:结合图像处理技术和机器学习算法,对目标进行实时跟踪,保证无人机在复杂环境下仍能准确识别和跟踪目标。

四、基于视觉感知的无人机目标跟踪技术研究无人机目标跟踪技术是在目标识别的基础上,对目标进行实时跟踪。

这需要无人机具备较高的计算能力和稳定的控制能力。

在跟踪过程中,无人机需要实时分析图像信息,根据目标的运动轨迹和速度等信息,调整自身的飞行轨迹和姿态,以保持对目标的稳定跟踪。

五、研究现状与挑战目前,基于视觉感知的无人机目标识别与跟踪技术已取得了一定的研究成果。

然而,在实际应用中仍面临诸多挑战。

例如,在复杂环境下,如何提高识别的准确性和稳定性;如何降低计算复杂度,提高实时性;如何实现多目标的快速切换与跟踪等。

六、未来研究方向与展望1. 深入研究深度学习算法,提高目标识别的准确性和实时性。

面向智能交通的目标检测与识别技术研究

面向智能交通的目标检测与识别技术研究

面向智能交通的目标检测与识别技术研究随着城市化进程的加速,交通拥堵问题也越来越突出。

为了解决这个问题,智能交通技术成为了近年来研究的热点。

而目标检测和识别技术则是智能交通中的重要应用之一。

一、目标检测和识别技术的意义目标检测和识别技术是智能交通领域中的重要技术之一。

其在交通场景中的应用可以帮助交通管理部门提高管理效率,提供交通参与者更便利、安全、舒适、绿色的出行体验。

同时,也能提高道路使用效率,减少能源消耗,改善交通环境,促进城市可持续发展。

二、目标检测和识别技术的研究现状目前,目标检测和识别技术已成为计算机视觉领域的研究热点。

从传统的区域提取方法到现在的深度学习方法,目标检测和识别技术已经取得了巨大的进步。

其中,深度学习方法更是在各种领域得到了广泛应用。

在交通领域,目标检测和识别技术的应用也取得了很多成功。

例如,交通流量监测、行人识别、车辆检测等。

在这些应用中,采用的算法多是基于深度学习的方法。

通过深度神经网络的学习,使得算法的检测和识别能力得到了很大提升。

三、目标检测和识别技术的挑战在现实中,要将目标检测和识别技术应用于智能交通中,还存在着一些挑战。

其中,最大的挑战在于端到端的可靠性。

由于交通场景具有复杂性和实时性,目标检测和识别算法需要具有高准确率、高效率和低延迟的特点。

此外,还存在着大量的噪声和干扰因素。

例如,天气、光照、车辆颜色和形状的变化等。

这些因素可能会导致目标的检测和识别出现偏差或者错误。

四、目标检测和识别技术的未来发展目标检测和识别技术的未来发展前景广阔。

首先,随着计算机处理能力和算法优化的不断提升,目标检测和识别技术的准确率和速度也会不断提高。

其次,伴随着5G技术的普及,将有更多的数据能够被采集和使用,进一步促进了深度学习等算法的发展。

此外,未来目标检测和识别技术将会更加注重端到端的可靠性。

交通场景中的复杂性和实时性要求目标检测和识别算法具备高可靠性和低延迟。

针对这一问题,将会有更多的算法被应用于交通领域,以解决当前的挑战。

《2024年基于视觉感知的无人机目标识别与跟踪技术研究》范文

《2024年基于视觉感知的无人机目标识别与跟踪技术研究》范文

《基于视觉感知的无人机目标识别与跟踪技术研究》篇一一、引言随着无人机技术的飞速发展,其在军事、民用和商业领域的应用越来越广泛。

其中,基于视觉感知的无人机目标识别与跟踪技术成为了研究的热点。

这项技术通过无人机搭载的摄像头等视觉传感器,实现对目标的快速、准确识别与跟踪,为无人机的智能化、自主化提供了重要支持。

本文将针对基于视觉感知的无人机目标识别与跟踪技术进行深入研究,分析其技术原理、方法及挑战,并探讨其应用前景。

二、视觉感知技术原理及方法1. 视觉感知技术原理视觉感知技术主要通过无人机搭载的摄像头等视觉传感器,获取目标图像信息。

通过对图像的处理与分析,提取目标的特征信息,如形状、大小、颜色、纹理等,进而实现对目标的识别与跟踪。

2. 目标识别方法(1)基于特征的目标识别:通过提取目标的特征信息,如边缘、角点、纹理等,与预先设定的模板进行匹配,实现目标的识别。

(2)基于深度学习的目标识别:利用深度学习算法,对大量图像数据进行训练,学习目标的特征信息,实现目标的自动识别。

3. 目标跟踪方法(1)基于特征点的目标跟踪:通过提取目标的特征点,利用光流法、卡尔曼滤波等方法,实现对目标的跟踪。

(2)基于深度学习的目标跟踪:利用深度学习算法,对目标进行实时检测与跟踪,实现目标的稳定跟踪。

三、技术挑战与解决方案1. 复杂环境下的目标识别与跟踪在复杂环境下,如光照变化、阴影遮挡、背景干扰等,目标识别的准确性和稳定性会受到影响。

为解决这一问题,可以采取多传感器融合的方法,将视觉传感器与其他传感器(如雷达、激光雷达等)的信息进行融合,提高目标识别的准确性。

同时,利用深度学习算法,学习复杂环境下的目标特征信息,提高目标识别的鲁棒性。

2. 实时性要求高无人机在执行任务时,需要实时对目标进行识别与跟踪。

为满足实时性要求,可以优化算法的运算速度,采用高效的图像处理技术,以及利用并行计算等方法,提高运算速度。

同时,对无人机硬件设备进行升级,提高其处理能力。

机器人视觉系统的目标识别与位置定位研究

机器人视觉系统的目标识别与位置定位研究

机器人视觉系统的目标识别与位置定位研究简介:机器人视觉系统的目标识别与位置定位是目前机器人研究领域的一个重要课题。

随着机器人在各个领域的应用不断扩大,对于机器人具备准确高效的目标识别与位置定位能力的需求也日益增加。

本文将从目标识别和位置定位两个方面进行研究探讨,并介绍目前的研究现状和未来发展的趋势。

一、目标识别目标识别是机器人视觉系统中的关键技术之一。

它是指机器人通过对输入图像或视频进行分析和处理,识别出图像中感兴趣的目标物体。

目标识别技术具有广泛的应用领域,如工业自动化、无人驾驶汽车、医疗辅助等。

目前,目标识别技术主要包括传统的图像处理方法和基于深度学习的方法两种。

1. 传统的图像处理方法传统的图像处理方法主要利用图像的颜色、纹理、边缘等特征进行目标识别。

通过提取图像中的特征并利用分类算法进行识别,如SVM、Boosting等。

然而,这种方法在复杂背景、遮挡等情况下容易受到影响,对于目标物体的变形、光照变化等也较为敏感。

2. 基于深度学习的方法近年来,基于深度学习的方法在目标识别中取得了巨大的突破。

它利用深度神经网络对图像进行端到端的学习和特征提取,较好地解决了传统方法的问题。

例如,卷积神经网络(CNN)在图像分类和目标检测任务中取得了显著的成果。

借助于大规模标注的数据集和强大的计算能力,深度学习方法在大多数视觉任务中都达到了甚至超过人类的识别性能。

二、位置定位位置定位是机器人导航和路径规划的基础,也是实现机器人自主行动的关键。

它是指机器人通过感知周围环境,并准确定位自身位置的过程。

目前,机器人位置定位主要分为基于传感器的定位和基于地图的定位两种方法。

1. 基于传感器的定位基于传感器的定位主要利用机器人安装的各种传感器,如摄像头、激光雷达、惯性测量单元等,获取环境信息,并通过传感器数据进行自我定位。

例如,通过摄像头获取环境图像,利用视觉里程计或SLAM算法进行机器人的位姿估计。

但该方法容易受到环境光照变化、传感器噪声等因素的影响,导致定位精度下降。

计算机视觉技术在智能交通系统中的应用与性能优化

计算机视觉技术在智能交通系统中的应用与性能优化

计算机视觉技术在智能交通系统中的应用与性能优化智能交通系统是利用先进的计算机技术和通信网络技术将交通运行管理与信息服务相结合的一种交通管理系统。

计算机视觉技术作为其中重要的一环,通过图像或视频信息的处理和分析,能够实现交通监控、车辆识别、行为分析、交通流量统计等功能,为交通管理提供了全新的解决方案。

本文将重点探讨计算机视觉技术在智能交通系统中的应用以及性能优化的相关内容。

一、计算机视觉技术在智能交通系统中的应用1. 交通监控和车辆识别:计算机视觉技术可以通过监控摄像头捕捉交通场景图像,并对图像进行分析处理,实现实时的交通流量监控和车辆识别。

通过车辆识别,可以进行实时的拥堵监测和交通信号灯控制,从而提高交通效率和减少交通事故。

2. 行为分析和人流统计:计算机视觉技术可以对行人和车辆的行为进行分析,如行人的过马路行为、车辆的违规行为等。

通过对行为的分析,可以及时发现交通违法行为,并进行相应的处理。

同时,计算机视觉技术也可以应用于人流统计,通过对人流的监测和统计,可以分析人流的分布和趋势,为城市规划和交通管理提供科学依据。

3. 智能信号控制和导航系统:计算机视觉技术可以结合交通流量和车辆识别信息,实现交通信号的智能控制。

通过实时分析交通流量和车辆的状态,智能信号控制系统可以根据实际情况调整信号灯的时长,以提高车辆通过的效率和道路的通行能力。

同时,计算机视觉技术还可以用于现代导航系统,通过分析实时交通信息,为驾驶员提供最佳的导航路线,减少交通堵塞和路程时间。

二、计算机视觉技术在智能交通系统中的性能优化1. 图像处理算法优化:在智能交通系统中,图像处理算法对于提取交通信息和识别车辆等任务非常重要。

为了提高系统的实时性和准确性,可以对图像处理算法进行优化。

例如,使用更高效的图像压缩算法来减少图像处理的时间,或者通过算法优化提高车辆识别的准确率。

2. 硬件设备的优化:智能交通系统通常需要大量的计算和存储资源来处理和存储图像或视频数据。

基于机器人视觉的目标识别与追踪研究

基于机器人视觉的目标识别与追踪研究

基于机器人视觉的目标识别与追踪研究机器人技术的快速发展以及人工智能的智能化应用,使得机器人视觉系统成为机器人感知和交互的关键组成部分。

目标识别与追踪是机器人视觉领域的重要研究方向之一,它为机器人提供了对环境中目标物体的感知和跟踪能力,具有广泛的应用价值。

本文将重点介绍基于机器人视觉的目标识别与追踪研究的相关技术和应用。

一、目标识别技术目标识别是指通过机器视觉系统对环境中的目标物体进行自动检测和识别。

目标识别技术的发展主要依赖于计算机视觉和深度学习等相关领域的技术进步。

1.特征提取特征提取是目标识别的关键步骤之一,它通过对目标物体周围的像素进行处理,提取出具有区分能力的特征用于目标分类。

常用的特征提取方法包括颜色特征、纹理特征、形状特征等。

例如,颜色特征可以通过在RGB或HSV颜色空间中计算目标物体区域的颜色直方图来表示。

2.目标分类目标分类是指将提取到的特征与预先定义的目标类别进行比对,从而确定目标物体的类别。

传统的目标分类方法主要基于机器学习算法,如支持向量机、决策树等。

而深度学习的发展,特别是卷积神经网络(CNN)的兴起,使得目标分类的准确率得到了显著提升。

二、目标追踪技术目标追踪是指在连续的图像序列中跟踪目标物体的位置和运动状态。

目标追踪技术的发展旨在解决目标在复杂环境下的姿态变化、遮挡、光照变化等问题,使得机器人能够更加准确地进行目标跟踪。

1.基于特征点的追踪基于特征点的追踪是一种传统的目标追踪方法,它通过提取图像中的特征点,并利用特征点的运动信息进行目标追踪。

典型的算法包括Lucas-Kanade光流法、SURF特征等。

这些方法在一些简单场景下具有较好的鲁棒性,但对于复杂场景和遮挡情况下的目标追踪效果有限。

2.基于模型的追踪基于模型的目标追踪方法通过对目标物体进行建模,并利用目标模型与当前帧图像的匹配程度来进行追踪。

常见的方法包括卡尔曼滤波器、粒子滤波器等。

这些方法在对目标变化复杂的情况下具有较好的鲁棒性,但对计算资源要求较高。

智能交通系统中的车辆目标跟踪算法研究

智能交通系统中的车辆目标跟踪算法研究

智能交通系统中的车辆目标跟踪算法研究智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)是指通过应用先进的信息技术、通信技术和控制技术,来提高交通运输系统运行效率、安全性以及可持续性的一种综合性系统。

在智能交通系统中,车辆目标跟踪算法的研究具有重要意义。

本文将从车辆目标跟踪算法的基本原理、应用场景、挑战和发展趋势等方面进行探讨。

一、基本原理车辆目标跟踪算法是指通过分析车辆在连续帧图像中的位置和形态变化,实时追踪车辆目标的一种计算机视觉算法。

其基本原理可以概括为以下几个步骤:1. 目标检测:首先通过目标检测算法,如卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)或支持向量机(Support Vector Machine,SVM)等,从图像中提取出所有可能的车辆目标。

2. 目标匹配:根据车辆目标的位置、颜色、尺寸等特征,利用跟踪算法对目标进行匹配,确保每辆车的轨迹可以被连续、准确地跟踪。

3. 目标预测:根据车辆在历史帧中的运动轨迹,利用预测算法对目标的未来位置进行估计,以实现更准确的跟踪。

二、应用场景车辆目标跟踪算法在智能交通系统中有着广泛的应用场景。

以下是其中几个典型的应用示例:1. 交通流分析:通过对车辆目标的跟踪,可以实时获取道路上的车流密度、车速分布、拥堵状况等信息,为交通管理部门提供决策依据,优化交通流量分配。

2. 驾驶辅助系统:车辆目标跟踪算法可以应用于车载摄像头,实时监测车辆周围环境,提醒驾驶员注意前方障碍物,并且根据目标的运动轨迹进行预测,避免潜在的碰撞风险。

3. 交通事故预警:通过对车辆目标的跟踪,可以及时发现交通事故并进行预警,减少事故发生的时间和损失。

三、挑战与解决方案然而,车辆目标跟踪算法面临一些挑战。

以下是其中几个常见的挑战和可行的解决方案:1. 多目标跟踪:在复杂的交通环境中,同时存在多个车辆目标,这对跟踪算法提出了更高的要求。

智能交通系统中的车辆轨迹识别技术详解(一)

智能交通系统中的车辆轨迹识别技术详解(一)

智能交通系统中的车辆轨迹识别技术近年来,智能交通系统在城市交通管理中的作用越来越受到重视。

而车辆轨迹识别技术作为智能交通系统的核心技术之一,为实现车辆流量监测、交通事故分析等提供了重要支持。

本文将围绕智能交通系统中的车辆轨迹识别技术展开详细论述。

首先,在智能交通系统中,车辆轨迹识别技术主要通过视频监控来实现。

通过摄像头对交通路口、高速公路等区域进行拍摄,获取到车辆的图像信息,然后通过图像处理和计算机视觉算法来识别车辆的轨迹。

这一过程中,图像处理起到了至关重要的作用,它能够对图像进行预处理,提取出车辆的特征信息,进而实现车辆的跟踪和轨迹重建。

其次,为了提高车辆轨迹识别的准确性和实时性,研究人员采用了各种先进的计算机视觉算法。

其中,基于背景建模的算法是最常用和基础的方法之一。

该算法通过对连续帧图像进行比较和分析,提取出背景和前景信息,从而实现对车辆轨迹的识别。

此外,还有基于特征点匹配的算法,通过检测车辆图像中的特征点,并将其与其他帧中的特征点进行匹配,从而实现车辆的轨迹跟踪。

然而,车辆轨迹识别技术在实际应用中还面临一些挑战和难题。

首先,复杂的交通环境和车辆运动模式使得识别算法的设计变得复杂而困难。

在城市道路中,车辆之间常常会出现交叉、变道、超车等情况,这给轨迹识别带来了很多干扰。

其次,大规模的图像数据需要高效的处理和存储能力,这对计算机硬件的要求较高。

此外,车辆轨迹识别技术还需要考虑隐私和安全等问题,以保护个人信息和交通数据的安全性。

为了克服上述问题,研究人员正在积极探索和改进车辆轨迹识别技术。

一方面,他们不断优化算法和模型,提高轨迹识别的准确性和稳定性。

例如,引入深度学习算法,利用深度神经网络对车辆图像进行自动特征提取和分类,能够提高轨迹识别的效果。

另一方面,他们还研究车辆轨迹识别与其他智能交通系统的融合应用,如与交通信号控制系统、智能导航系统等相结合,实现更综合、高效的交通管理。

总结起来,智能交通系统中的车辆轨迹识别技术是一项复杂而又具有广阔应用前景的技术。

基于机器视觉的避障智能小车系统研究

基于机器视觉的避障智能小车系统研究

基于机器视觉的避障智能小车系统研究一、本文概述随着技术的快速发展,机器视觉在各个领域的应用日益广泛。

特别是在智能移动机器人领域,基于机器视觉的避障技术成为了研究的热点。

本文旨在探讨基于机器视觉的避障智能小车系统的设计与实现,分析其在现代自动化和智能化领域的应用价值。

本文首先介绍了智能小车系统的研究背景和意义,阐述了基于机器视觉的避障技术在智能小车中的重要性。

接着,文章对机器视觉的基本原理和关键技术进行了概述,包括图像采集、预处理、特征提取和目标识别等步骤。

在此基础上,文章详细描述了避障智能小车系统的总体架构和关键功能模块,如环境感知模块、决策控制模块和执行驱动模块等。

文章还深入探讨了避障算法的设计和实现,包括基于规则的避障策略、基于深度学习的避障方法等。

通过对不同避障算法的比较和分析,文章提出了适用于智能小车的优化算法,并进行了实验验证。

实验结果表明,本文设计的基于机器视觉的避障智能小车系统具有较高的避障性能和稳定性,能够适应复杂多变的环境。

文章总结了基于机器视觉的避障智能小车系统的研究成果和贡献,并展望了未来的发展方向和应用前景。

本文的研究不仅为智能小车的设计和优化提供了理论支持和实践指导,也为机器视觉在其他领域的应用提供了有益的借鉴和参考。

二、系统总体设计在《基于机器视觉的避障智能小车系统研究》的项目中,系统总体设计是确保整个避障智能小车系统能够高效、稳定、安全地运行的关键。

在设计过程中,我们充分考虑了硬件和软件两个方面,力求实现系统的高集成度、高可靠性和高适应性。

在硬件设计方面,我们采用了模块化设计思路,将系统划分为多个功能模块,包括传感器模块、控制模块、驱动模块和电源模块等。

传感器模块主要负责采集环境信息,包括摄像头、超声波传感器等,用于获取实时的视频流和距离数据。

控制模块作为系统的核心,负责处理传感器数据,进行图像处理和决策分析,输出控制指令。

驱动模块则负责将控制指令转换为电机的实际动作,驱动小车前进、后退、转弯等。

《2024年基于双目立体视觉定位和识别技术的研究》范文

《2024年基于双目立体视觉定位和识别技术的研究》范文

《基于双目立体视觉定位和识别技术的研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展,计算机视觉技术在众多领域中得到了广泛的应用。

其中,双目立体视觉定位和识别技术以其高精度、高效率的特点,在机器人导航、三维重建、无人驾驶等领域中发挥着重要作用。

本文旨在研究基于双目立体视觉的定位和识别技术,探讨其原理、方法及应用领域,以期为相关领域的研究提供参考。

二、双目立体视觉技术原理双目立体视觉技术是通过模拟人眼视觉系统,利用两个相机从不同角度获取同一场景的图像信息,再通过图像处理技术提取出场景的三维信息。

其主要原理包括摄像机标定、图像预处理、特征提取与匹配、三维信息重建等步骤。

1. 摄像机标定摄像机标定是双目立体视觉技术中的重要环节,它旨在确定摄像机的内部参数和外部参数。

内部参数包括摄像机焦距、主点坐标等,外部参数则描述了摄像机与世界坐标系之间的关系。

通过标定,可以获取到摄像机在三维空间中的位置和方向。

2. 图像预处理图像预处理包括灰度化、去噪、二值化等操作,旨在提高图像的质量,以便后续的特征提取与匹配。

其中,灰度化可以将彩色图像转换为灰度图像,降低计算复杂度;去噪可以消除图像中的噪声干扰;二值化则将图像转换为二值图像,便于特征提取。

3. 特征提取与匹配特征提取与匹配是双目立体视觉技术的核心步骤。

通过提取图像中的特征点、线、面等信息,建立场景的三维模型。

特征匹配则是根据提取的特征信息,在两个相机获取的图像之间寻找对应关系,为三维信息重建提供依据。

三、双目立体视觉定位技术双目立体视觉定位技术是利用双目立体视觉系统获取场景的三维信息,实现目标的定位。

其主要方法包括基于特征点的定位方法和基于区域匹配的定位方法。

1. 基于特征点的定位方法该方法首先在两个相机获取的图像中提取特征点,然后通过特征匹配找到对应关系,最后利用三角测量原理计算目标的三维坐标。

该方法具有较高的精度和稳定性,适用于各种复杂环境。

2. 基于区域匹配的定位方法该方法通过在两个相机获取的图像中寻找相同的区域,然后利用区域内的像素信息进行匹配,实现目标的定位。

基于计算机视觉的目标检测与识别实验报告

基于计算机视觉的目标检测与识别实验报告

基于计算机视觉的目标检测与识别实验报告摘要:随着计算机视觉领域的不断发展,目标检测与识别成为一个热门的研究方向。

本实验报告基于计算机视觉技术,通过实验的方式探讨目标检测与识别的应用和效果。

我们以YOLO(You Only Look Once)为基础,进行目标检测与识别实验,并对实验结果进行详细分析和讨论。

实验结果表明,在目标检测和识别方面,YOLO具有较高的准确性和实时性,可以有效地应用于各种场景。

1. 引言计算机视觉是一门涉及图像和视频理解的学科,目标检测与识别是其中的重要任务之一。

目标检测与识别作为计算机视觉中的核心问题,对于实现人工智能的目标具有重要意义。

近年来,深度学习技术的兴起为目标检测与识别带来了新的突破,其中YOLO作为一种基于深度学习的目标检测算法备受关注。

本实验旨在通过实验验证YOLO在目标检测和识别方面的效果,并对实验结果进行详细分析和讨论。

2. 实验方法2.1 数据集我们使用了标准的目标检测数据集COCO(Common Objects in Context),该数据集包含多个类别的目标图像,具有丰富的场景和变化。

通过在COCO数据集上进行实验,能够全面评估算法的性能。

2.2 实验设备与环境实验所需的计算机视觉开发环境为Python,主要使用了深度学习框架TensorFlow和目标检测库YOLO。

实验中使用的计算机配置为Inteli7处理器,16GB内存和NVIDIA GeForce GTX 1080 GPU。

2.3 实验步骤2.3.1 数据预处理首先,我们对COCO数据集进行预处理,包括图像的大小调整、标签的处理等。

通过预处理,能够提高算法对目标的检测和识别准确率。

2.3.2 模型训练基于YOLO算法,我们进行了模型的训练。

通过将COCO数据集中的图像输入到模型中,不断调整模型的权重和参数,使得模型能够准确地检测和识别不同类别的目标。

2.3.3 模型评估在模型训练完成后,我们使用测试集对模型进行评估。

基于机器视觉的自主导航无人车系统研究与开发

基于机器视觉的自主导航无人车系统研究与开发

基于机器视觉的自主导航无人车系统研究与开发自主导航无人车系统是现代技术领域的热门研究课题之一。

利用机器视觉技术实现无人车的自主导航是该领域的一个重要方向。

本文将从理论研究和实际应用两方面,对基于机器视觉的自主导航无人车系统进行深入的研究和开发。

在研究阶段,我们首先需要了解机器视觉的基本原理和技术方法。

机器视觉是指让计算机模仿人类视觉系统,通过摄像头等设备获取图像信息,并对其进行分析和理解的技术。

机器视觉有着广泛的应用领域,如自动驾驶、智能监控、工业检测等。

对于自主导航无人车系统而言,机器视觉技术可以帮助无人车实时感知和理解周围环境,从而做出正确的导航决策。

基于机器视觉的自主导航无人车系统需要解决的关键问题之一是实时目标检测和跟踪。

在无人车行驶过程中,需要能够准确地检测和跟踪周围的障碍物、交通标志、行人等目标,以避免碰撞和实现精确导航。

为了实现这一目标,可以借助深度学习技术,利用深度卷积神经网络对图像进行特征提取和目标识别。

通过训练大量的图像样本,使得系统能够准确地识别和跟踪各种目标。

另一个关键问题是地图构建和路径规划。

无人车需要准确地构建周围环境的地图,并基于此地图规划最优路径。

在机器视觉领域,可以利用激光雷达和视觉传感器等设备,在运动中实时地获取周围环境的三维点云数据,并通过算法将这些数据转化为二维地图。

然后基于地图信息,可以采用路径规划算法,如A*算法或Dijkstra算法等,来寻找最短路径或最优路径。

这样,无人车就能够根据实时更新的地图信息和路径规划结果进行自主导航。

在实际应用方面,基于机器视觉的自主导航无人车系统面临一些挑战和难题。

首先是环境的变化和复杂性。

无人车需要能够适应不同的道路状况、天气条件和交通环境。

为了应对这个问题,可以采用多传感器融合的方法,将机器视觉和其他传感器如雷达、GPS等数据进行融合,提高定位的准确性和系统的鲁棒性。

另一个挑战是实时性和计算资源的限制。

基于机器视觉的自主导航无人车系统需要实时处理大量的图像和数据。

基于机器视觉技术的AGV导航系统设计与优化研究

基于机器视觉技术的AGV导航系统设计与优化研究

基于机器视觉技术的AGV导航系统设计与优化研究随着科技的不断发展和人工智能技术的日益成熟,自动导引车(AGV)在物流行业中得到了广泛的应用。

作为一种能够自主感知环境并进行智能导航的移动机器人,AGV的导航系统设计和优化显得极为重要。

本文将基于机器视觉技术对AGV导航系统进行研究与优化。

首先,我们将介绍机器视觉技术在AGV导航中的应用。

机器视觉可以帮助AGV感知周围环境,并根据环境信息做出决策。

例如,使用摄像头感知物体的位置和形状,通过图像处理算法提取特征并建立地图,然后根据地图进行路径规划和导航。

此外,机器视觉还可以用于识别交通标志、检测障碍物等,从而确保AGV在导航过程中的安全性。

其次,我们将讨论AGV导航系统的设计原则和关键技术。

首先,导航系统应具备较高的精度和稳定性,能够准确感知环境并正确地进行位置识别和导航。

其次,导航系统应具备较快的响应速度和较低的计算复杂度,以便能够在实时运行中实现高效的导航。

此外,导航系统还应具备较好的自适应能力,能够根据环境的变化及时调整导航策略。

针对以上需求和原则,我们将提出一种基于机器视觉的AGV导航系统设计方案。

首先,我们采用多传感器融合的方式,将机器视觉与激光雷达、惯性导航等传感器相结合,提高导航系统的感知精度和可靠性。

其次,我们引入深度学习算法,通过大量训练数据对图像进行学习和识别,从而实现更准确和高效的物体检测和识别。

同时,我们还将设计并优化导航算法,结合图像处理和路径规划技术,实现AGV在复杂环境下的自主导航。

为了验证我们提出的导航系统设计方案的有效性和可行性,我们将进行一系列实验。

首先,我们将构建实验平台和测试场景,包括模拟仓库环境和各种不同的物体、障碍物。

然后,我们将收集并标注大量的图像和传感器数据,用于训练和测试导航系统。

最后,我们将通过与传统导航系统进行对比实验,评估我们提出的方案在导航准确性、稳定性和实时性等方面的优势。

在实验结果的基础上,我们将进一步对导航系统进行优化研究。

自动驾驶技术中的视觉感知与目标识别

自动驾驶技术中的视觉感知与目标识别

自动驾驶技术中的视觉感知与目标识别自动驾驶技术作为一种利用计算机视觉、传感器和人工智能等技术实现无人驾驶的创新领域,提供了更加便捷、安全和高效的交通方式。

在自动驾驶技术中,视觉感知和目标识别是实现精准导航和防止交通事故的重要环节。

本文将围绕自动驾驶技术中的视觉感知与目标识别展开讨论,并深入探讨相关技术和应用。

在自动驾驶技术中,视觉感知是通过摄像头、激光雷达、毫米波雷达等传感器来获取环境信息,并利用计算机视觉算法进行处理和分析。

视觉感知的目的是对周围环境进行感知和理解,使自动驾驶系统能够准确捕捉道路上的各种动静态目标,并做出相应的决策。

而目标识别是视觉感知的重要组成部分,它通过识别和分类目标,例如行人、车辆、交通信号灯等,以便自动驾驶系统做出相应的驾驶决策。

视觉感知与目标识别在自动驾驶技术中面临着许多挑战。

首先,自动驾驶系统需要能够在各种道路和复杂交通环境下准确感知和识别目标。

这要求算法能够处理大量的感知数据,并能够对不同的目标进行有效分类和识别。

其次,自动驾驶系统需要能够在各种自然光照和天气条件下进行准确的目标识别,包括白天、夜晚、雨天等。

这种挑战要求算法在处理图像时具有较高的鲁棒性和稳定性。

此外,自动驾驶系统还需要能够将目标的识别与车辆行驶状态相结合,以做出正确的驾驶决策,这对算法的实时性和准确性提出了更高的要求。

为了解决以上挑战,自动驾驶技术中涌现出许多创新的视觉感知和目标识别技术。

其中,深度学习在自动驾驶领域具有重要的应用价值。

深度学习通过构建深度神经网络模型,能够自动从大量的数据中学习特征,并进行目标的准确识别和分类。

深度学习算法不仅能够识别目标的种类,还能够对目标进行位置估计、运动预测等。

通过深度学习算法,自动驾驶系统能够实现更加准确和精细的目标识别,提高驾驶决策的准确性和实时性。

除了深度学习技术之外,自动驾驶技术还可以利用传感器融合的方法提高视觉感知和目标识别的精度和鲁棒性。

传感器融合是指将不同类型的传感器数据(如摄像头、激光雷达、毫米波雷达)进行融合,以获得更加全面和准确的目标信息。

目标检测技术在自动驾驶中的应用研究

目标检测技术在自动驾驶中的应用研究

目标检测技术在自动驾驶中的应用研究自动驾驶是人工智能技术的一个重要应用方向,而目标检测技术是自动驾驶过程中的核心技术之一。

在自动驾驶技术的研究中,目标检测是实现自主驾驶的基础。

因此,本文将重点探讨目标检测技术在自动驾驶中的应用研究。

一、目标检测技术概述目标检测技术是指在图像和视频中自动识别和定位特定目标的技术。

目标可以是行人、车辆、信号灯等等。

目标检测技术的核心是检测算法,目前比较常用的检测算法有R-CNN、Fast R-CNN、Faster R-CNN、SSD、YOLO、RetinaNet等等。

这些算法在检测精度、检测速度和算法复杂度方面均有所不同。

二、目标检测技术在自动驾驶中的应用研究目标检测技术在自动驾驶中的应用主要有以下几个方面:1. 自动驾驶中的交通场景分析自动驾驶车辆需要对周围的交通场景进行分析和判断,以做出正确的驾驶决策。

目标检测技术可以在图像和视频中精确地识别和定位行人、车辆、交通信号灯和道路标线等交通元素,并对其进行分类和跟踪。

通过目标检测技术,自动驾驶车辆可以实时获取并分析周围的交通环境,从而提高车辆的安全性和行驶效率。

2. 自动驾驶中的障碍物识别自动驾驶车辆需要在行驶过程中自主避让障碍物,这就需要对障碍物进行识别和定位。

目标检测技术可以精确地检测障碍物,包括行人、车辆、建筑物等,从而将自动驾驶车辆的安全性提高到一个新的高度。

3. 自动驾驶中的路况感知在自动驾驶过程中,自动驾驶车辆需要感知当前的路况并作出相应的行驶决策。

目标检测技术可以帮助自动驾驶车辆感知并识别出道路上的交通灯、路标、路口和人行横道等关键地标,并进行实时跟踪和分析。

这些信息可以帮助自动驾驶车辆更准确地理解路况,从而更精确地规划行驶路线。

4. 自动驾驶中的行人保护行人是自动驾驶车辆中最重要的保护对象之一。

目标检测技术可以精确地检测行人,并通过跟踪技术来实现行人保护。

一旦自动驾驶车辆发现有行人横穿道路,它可以通过自动制动、警告器等手段来保护行人的生命安全。

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视觉导航智能车辆的目标识别精确性与实时性研究1)概述2)视觉路径导航原理3)识别精确性研究(提高精确性的意义和方法:滤波、自适应阈值等)4)实时性研究(软硬件方面;软件方面:优化算法、其他处理方法(减小图像处理区域等))5)总结1.概述智能车辆技术智能车辆(IntelligentVehicle)又称轮式移动机器人,是一个集环境感知、规划决策、自动驾驶等多种功能于一体的综合系统。

它致力于提高汽车的安全性、舒适性和提供优良的人车交互界面,是目前各国重点发展的智能交通系统一个重要组成部分,也是世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力。

智能车辆概述智能车辆的研究意义随着经济和社会的迅速发展,交通基础设施的瓶颈制约作用越来越明显。

这种制约不仅体现在交通堵塞问题日益突出上,同时还体现在由于交通不畅而造成的环境污染问题及相对落后的道路和先进的车辆对人们的生命、财产所形成的安全隐患。

正因为如此,智能交通系统(IntelligentTransportationSystems,ITS)日益受到欧洲、日本、美国等发达国家的重视并成为研究热点。

他们相继启动了各种以智能交通系统为目标的研究与开发项目。

如欧洲的PROMETHEUS和DRIVE项目,日本的VICS和ARTS项目,美国的IVHS项目等。

各国家各地区研究的项目内容,对智能交通系统的定义不尽相同,各项目的重点也有所不同,但目标都是综合利用新的信息技术、计算机技术、自动化技术、管理技术等,来提高道路和车辆的利用效率,提高安全性,减少污染及阻塞的发生。

ITS一般由两部分组成,即智能道路及交通控制系统和智能车辆系统IVS(IntelligentVehicleSystem)。

目前智能道路系统的构筑还处于起步阶段,相应的基础设施建设周期长且投资大,所以发展智能车辆及车辆自主行驶系统,通过提高车辆自身智能的方案是目前实现安全、高效的自主行驶的最佳选择,同时它还可为开发将来在完备的自动高速网络环境中运行的智能车辆奠定基础。

智能车辆作为智能车辆系统的基本组成单元,可以集成如视觉技术、触觉技术、自主控制和决策技术、多智能体技术、智能控制技术、多传感器集成和融合技术等许多最新的智能技术,从而能够完成很多高智能工作。

我国也已经把智能车辆列入国家高新技术计划,足以证明政府有关部门对发展智能车辆的高度重视。

智能车辆的应用范围由于智能车辆具有环境感知、规划决策、自动驾驶等功能,目前已经在以下场合得到了广泛应用。

1.智能交通系统为解决交通问题,各发达国家在ITS的研究上均投入了大量的人力、物力。

自然而然,智能车辆就成为ITS的一个重要的组成部分,得到越来越多的重视。

2.柔性制造系统和柔性装配系统在计算机集成制造系统中,智能车辆用来运输工件,能够极大的提高生产效率,降低生产成本。

3.军事领域智能车辆的研究也受到了军方的关注。

以智能车辆作为其它智能武器的安装平台,能够实现全天候的自动搜索、攻击动静态目标,能够极大的提高在高新技术战争中的攻击力,减少人员伤亡。

4.应用于其它特殊环境智能车辆在有毒或放射性环境下运输,还可应用于野外探险、消防、救灾等。

智能车辆的研究状况1.国外研究概况国外对于智能车辆技术的研究始于20世纪70年代末,最初是军方用做特殊用途的,80年代得到了更深入的研究。

进入90年代后,由于与智能交通系统的结合,开始进入深入、系统、大规模研究阶段。

西方各国对智能车辆技术的研究都投入了大量的人力、物力,智能车辆技术也相继取得了突破性的发展,尤其是美、日、欧等发达国家已经抢先一步,在智能车辆安全保障以及安全辅助导航技术取得了许多有价值的研究成果,如自适应巡航控制(AdaptiveCruiseControl,ACC)或智能巡航控制(IntelligentCruiseControl,ICC)系统、防碰撞系统(CollisionAvoidanceSystem,CAS)以及汽车队列(Platoon)等,并产生了明显的社会和经济效益。

比较有代表性的智能车辆有:美国国防高级研究计划局(DARPA)与陆军合作研制的世界上第一台地面自主车辆(ALV),如图5-1所示。

它采用高速计算机、三维视觉、先进的传感器和卫星导航等各种当时最新的或正在开发的技术,利用路标识别技术导航,在较平坦的越野环境中,以10千米/小时的速度自主行驶了20千米。

美国卡内基·梅隆大学自上世纪80年代以来,先后开发了Navlab系列地面智能车辆。

1992年研制的NavlabⅡ自主车在道路上以75千米/小时的速度自主驾驶了3.2千米。

德国自80年代初期开始,奔驰公司与位于慕尼黑的联邦国防大学进行合作,已先后研发出VaMoRs和VaMoRs-P两种实验车。

法国帕斯卡大学自动化与电子材料科学实验室与法国雪铁龙汽车技术中心合作,研制了Peugeo系统。

法国国防部也开发了DARDS自主侦察演示车(如图5-2所示),既可自主驾驶,也可遥控。

日本防卫厅技术本部第四研究所也研制了一种多用途自主车,如图5-3所示。

它可在崎岖的道路上自主行驶,可用于扫雷,也可作侦察车使用。

图5-1世界上第一台地面自主车辆ALV图5-2法国DARDS自主侦察演示车图5-3日本多用途自主车图5-4CITAVT-IV自主车2.国内研究概况我国是世界上公路交通发展最快的国家之一,汽车保有量迅速增加的同时,交通引发的各种问题尤其是行驶安全问题也日益突出,交通事故特别是恶性交通事故呈不断上升趋势,因此研究开发ITS势在必行,而作为ITS的重要组成部分,智能车辆研究亦显得尤为迫切。

但由于起步晚,以及经济条件的制约,我国在智能车辆研究领域与发达国家有一定的差距,目前开展这方面研究工作的单位主要包括一些大学和科研机构,如国防科技大学、清华大学、吉林大学、北京理工大学、中科院沈阳自动化研究所等。

一汽和国防科技大学机电工程与自动化学院共同研发了中国第一辆自主驾驶车辆,如图5-4所示。

该自主驾驶技术采用最先进的计算机视觉导航方案,能实时处理岔道、斑马线和虚线,对车体姿态变动和自然光照变化都有较强的自适应能力。

1993~1995年,由南京理工大学、北京理工大学、浙江大学、国防科技大学、清华大学等国内六所大学联合组成的课题组承担了“地面军用智能机器人”的研究项目,移动机器人的代号为7B.8。

7B.8系统的车体选用国产跃进客货车改制,车上安装有彩色摄像机、激光雷达、陀螺惯导定位、超声波传感器等。

其体系结构以水平式结构为主,采用传统的“感知-建模-规划-执行”算法,其直线跟踪速度达到20km/h,避障速度达到5~10km/h。

清华大学计算机系智能技术与系统国家重点试验室在国防科工委和国家863计划的资助下,从1988年开始研制THMR(TsinghuaMobileRobot)系列移动机器人系统。

THMR-III系统的车体选用BJ1022面包车,上面安装有彩色摄像机、磁罗盘光码盘定位、GPS、超声等传感器。

它的体系结构以垂直式为主,采用多层次“感知-动作”行为控制、基于模糊控制的局部路径规划及导航控制。

THMR-III自主道路跟踪时,时速达到5~10km/h。

THMR-V系统能够实现结构化环境下的车道线自动跟踪,准结构化环境下的道路跟踪以及复杂环境下的道路避障等功能。

吉林大学交通学院智能车辆课题组从1992年开始一直开展智能车辆自主导航研究。

在智能车辆的体系结构、传感器信息的获取与处理、路径识别与规划、智能车辆前方障碍物探测及车距保持等方面取得一定研究成果,目前已经研制了4代JUTIV型智能车辆。

合肥工业大学机械与汽车工程学院对智能车辆的相关技术进行了研究,在智能车辆的控制体系结构、路径图像识别和跟踪控制、路径规划和避障等方面取得了一定成果。

智能车辆的研究方向目前智能车辆的研究方向主要有以下几个方面。

1.驾驶员行为分析(DriverBehaviorAnalysis),主要研究驾驶员的行为方式、精神状态与车辆行驶之间的内在联系,目的是建立各种辅助驾驶模型,为智能车辆辅助驾驶或自动驾驶提供必要的数据,如对驾驶员面部表情的归类分析能够判定驾驶员是否处于疲劳状态,是否困倦瞌睡等。

2.环境感知(EnvironmentalPerception),主要是运用传感器融合等技术,来获得车辆行驶环境的有用信息,如车流信息、车道状况信息、周边车辆的速度信息、行车标志信息等。

3.极端情况下的自主驾驶(AutonomousDrivingonExtremecourses),主要研究在某些极端情况下,如驾驶员的反应极限、车辆失控等情况下的车辆自主驾驶。

4.车辆运动控制系统(VehicleMotionControlSystems),研究车辆控制的运动学、动力学建模、车体控制等问题。

5.车辆交互通信(Inter-VehicleCommunications),研究车辆之间有效的信息交流问题,主要是各种车辆间的无线通信问题。

6.系统结构(SystemArchitectures),研究智能车辆系统的结构组织问题。

7.主动安全系统(ActiveSafetySystems),和被动安全相对比,主动安全系统主要是以预防为主,如研究各种情况下的避障、防撞安全保障系统等。

上述各研究方向也可比较概括的划分为以下三个大的研究方向。

1.监控、警告系统。

此部分研究前方碰撞警告、盲点警告、行车道偏离警告、换道警告、十字路口防撞警告、行人检测、倒车警告等方面的问题。

2.半自主式车辆控制系统。

与上一部分相比,此部分具有更高级的车辆自动化,如当驾驶员对警告来不及反应时,系统接管车辆的控制,通过控制车辆的转向、制动等使车辆回复到安全状态。

3.自主车辆控制系统。

此部分具有完全的车辆自动化,研究包括车辆自适应巡航、道路保持、低速等距行驶、排队行驶等方面的问题。

智能车辆的关键技术智能车辆的研究涉及到计算机视觉、传感器数据融合、车辆工程、计算机控制等诸多领域。

其主要关键技术如下。

1.导航技术1)计算机视觉当我们驾车时,我们所接收的信息几乎全部来自于视觉。

交通信号、交通图案、道路标识等均可以看作是环境对驾驶员的视觉通讯语言。

很显然,人们就考虑到应用计算机视觉来解释这些环境语言。

视觉系统在智能车辆研究中主要起到环境探测和辨识的作用。

与其它传感器相比,机器视觉具有检测信息大、能够遥测等优点。

当将计算机图像信息与其它背景知识及其它传感器相结合,能快速提取复杂环境中的有用信息,进而产生合理的行为规划与决策。

在行车道路检测、车辆跟随、障碍物检测等方面,机器视觉都起着非常重要的作用,是智能车辆研究中最重要的一种传感器。

要使车载计算机视觉导航系统成为可能,必须使它具备实时性、鲁棒性、实用性这三方面的技术特点。

实时性是指系统的数据处理必须与车辆的高速行驶同步进行;鲁棒性是指智能车辆对不同的道路环境,如高速公路、市区标准公路、普通公路等,复杂的路面环境,如路面及车道线的宽度、颜色、纹理、动态随机障碍与车流等,以及变化的气候条件,如日照及景物阴影、阴天与雨雪等均具有良好的适应性;实用性是指要求智能车辆在体积与成本等方面能够为普通汽车用户所接受。

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