基于单目视觉的智能车车道线识别算法

针对传统车道检测和识别算法存在的问题,如操作复杂、处理速度慢,鲁棒性不足等问题,提出了一种新的快速车道识别算法。预处理摄像机拍摄的道路图像,并对三种二值化算法进行图像模拟实验,改进了传统的边缘检测Canny算法,并将Hough变换用于车道线识别。仿真实验表明:该算法达到了快捷准确的识别效果。     

基于室内标志的视觉定位方法

为解决室内交通场景中智能汽车和移动机器人进行定位计算的问题, 利用室内场景中已存在的各类标志, 引入BEBLID算法, 提出1种视觉定位方法。对BEBLID算法进行改进, 赋予其对图像整体进行特征表征的能力。将定位过程分解为离线阶段和在线阶段, 离线阶段构建场景标志地图。在线阶段中, 首先通过全局特征匹配, 引入KNN方法确定最近节点和最近图像。通过局部特征匹配获得特征点一一对应关系。利用场景特征地图中存储的标志坐标信息, 进行度量计算, 获取当前位置信息。在教学楼、办公楼和室内停车场场景进行实验, 实验中对场景标志的正确识别率达到90%, 平均定位误差小于1 m, 与传统方法相比, 同一样本下识别精度相对提升约10%, 实验验证了算法的有效性。      

基于大货车GPS数据的轨迹相似性度量有效性研究

目前,中国货车上全球定位系统(GPS)的强制安装,使得利用包含时间、空间和速度等信息的货车轨迹数据来研究货车运行模式成为可能。基于距离的轨迹相似性度量算法,采用全国道路货运车辆公共监管与服务平台获取的货车GPS轨迹数据,对比分析其在货车轨迹模式识别中的应用。选用文献中最常用的4种基于距离的轨迹相似性度量算法,分别为离散弗雷歇距离(DFD)、动态时间规整(DTW)、最长公共序列(LCS)和实序列编辑距离(EDR)。试验结果表明:当使用二维地理空间轨迹数据(即经度和纬度)时,4种基于距离的轨迹相似性度量算法都能很好地对相似轨迹进行分类(正确率均高于85%),这与现有文献的结论一致。虽然一般认为二维轨迹相似性算法可以直接应用到多维轨迹数据,但是解决具体问题时可能出现的误差以及各种轨迹相似性算法的适用性仍然不确定。目前几乎没有文献对三维及其以上的多维轨迹数据进行实例分析研究,因而,通过相同路线上的三维GPS货车轨迹数据(包括经度,纬度和速度)对4种基于距离的轨迹相似性度量算法进行验证。将第3维速度加入到二维空间轨迹上后发现LCS算法对基于地理空间轨迹的速度模式分类效果优于其他3种基于距离的轨迹相似性度量算法。这说明运用LCS轨迹相似性度量算法来识别基于三维GPS轨迹的货车运行模式是可行的,LCS算法在货车运营管理等方面将有很大的应用潜力。     

基于最大相关准则图像分割的结构化道路路径识别和跟踪算法

为提高基于视觉导航的智能车辆对结构化道路车道标识线的识别和跟踪精度,同时消除车流、阴影和光照不均匀等不利因素的影响,提出一种基于最大相关准则的图像分割算法及基于感兴趣区域的车道标识线跟踪算法:首先,对图像进行滤波和光线补偿等前期处理,采用最大相关准则的图像分割算法对道路图像进行阈值分割;然后,根据车道的结构特征及先验知识提取车道标识线的特征点,并运用最小二乘法对特征点拟合,得到车道模型的参数;最后,通过建立感兴趣区域(ROI)的方法实现对车道标识线的准确跟踪。试验结果表明,该算法具有很好的准确性、实时性和鲁棒性。     

基于小波提升框架的交通目标检测与跟踪

交通图像分析是智能交通领域的关键技术之一。为实现复杂交通场景中的多目标检测与跟踪,设计了一种结合小波提升框架和KLT特征点跟踪的多运动目标检测与跟踪算法。对序列图像中相邻两帧图像的融合图像进行小波提升变换,求取水平和垂直方向上的小波能量,通过合理阈值二值化小波能量矩阵,再利用贴标签方法检测出运动目标;利用KLT特征点集合代表目标,通过跟踪后的特征点集合与目标检测区域的相互关联,实现多目标的跟踪。实验结果表明了所提算法的有效性。     

欧拉运动放大算法在桥梁振动分析中的试验研究

为发展新的桥梁动态位移识别和分析方法,解决桥梁非接触式动态位移测量中的振动显微问题,将欧拉运动放大算法应用于桥梁振动分析。首先利用普通摄像机连续采集一系列桥梁数字影像。而后通过欧拉运动放大算法,对桥梁的连续图像序列进行空域分解,使用对微弱运动敏感的时域带通滤波器进行滤波,得到连续图像序列中的微小振动,再对低频的振动信号采用信号放大处理。随后,通过对振动放大后的数字影像进行帧数分解,获得常规视频采样频率下的桥梁试件振动时间历程序列,最后通过对图像序列中标记点的边缘特征分析,得到了试验桥梁标记点的动态位移测量结果。通过与位移传感器测量结果和百分表的比较,证明所采用和提出的分析方法是可行的,能够满足桥梁动态位移测量的应用需求,也能够针对桥梁的某些振动特性开展初步的定量分析,做到对桥梁结构的微小振动位移进行识别。     

基于形状模板匹配的交通标志污损检测方法研究

本文通过一种改进的基于RGB空间的颜色增强算法变换RGB空间颜色值并分割图像,锁定道路两边的图像信息并利用其特有的几何形状检测并定位交通标志,提取其内部图形,建立基于边缘梯度特征的交通标志匹配和污损识别算法模型。该算法利用少量样本快速创建不同尺度和角度下的模板,解决了基于机器学习方法下需要大量样本并训练时间过长的问题,同时基于梯度特征进行匹配,解决了基于灰度的模板匹配对光照变化过于敏感的问题。最后,通过采集了大量图像数据,并研发基于服务端和移动端的原型系统进行模型算法的验证,实例实验表明,本文提出的算法具有较高的识别准确率和匹配效率,检测准确率可达到83%,且能满足基于移动端的应用需要。     

基于LDPC码的数字水印技术

由于图像水印系统和通信系统的模式具有相似性，提出了一种基于LDPC码的图像数字水印算法。该算法利用LDPC码的纠错性能和人眼视觉特性，以实现静止图像中数字水印的嵌入和提取；在水印嵌入之前，对水印序列进行LDPC码编码，然后把水印嵌入到符合人眼视觉特性的小波域中，并采用了LDPC迭代译码算法进行水印提取，最后进行了仿真实验。实验结果表明，该算法降低了水印在传输过程中的误码率，具有很强的鲁棒性和视觉不可见性。     

基于双向二维主成分分析的交通标志识别

针对交通标志识别实时性不足,提出了一种基于双向二维的主成分分析[(2D)2PCA]的交通标志识别算法.首先,对交通标志图像进行去噪归一化等预处理.然后,进行水平和垂直方向的投影,通过特征空间降维提高匹配速度.最后,利用最近邻法进行分类.通过在不同数据库下与传统2DPCA方法的对比仿真表明,2种方法随主特征数目增加,识别率都有所提升;样本数量增加时,(2D)2PCA算法的时间增长速度明显小于2DPCA,满足了识别的实时性要求.     

基于PreScan的侧后方车辆识别与跟踪算法的研究

为降低车辆换道时碰撞事故发生的概率,分析和研究了侧后方车辆识别和跟踪算法。首先利用积分图的方法加速Haar-like特征计算,结合级联分类器实现后方车辆的检测。基于MeanShift理论,提出纹理特征和传统颜色特征相结合的方式进行车辆跟踪。利用智能交通仿真软件PreScan构建仿真模型,验证算法的有效性。结果表明,该算法具有较高的识别率,能达到实时性的要求,并且跟踪效果良好。     

基于2阶HMM的智能车视觉地图定位方法

本文中针对视觉地图匹配问题，将视觉地图匹配问题转化为基于图像序列的最优视觉地图节点匹配问题，并提出基于2阶隐马尔科夫模型（hidden Markov model,HMM）的视觉地图匹配方法。在该模型中，状态变量被定义为高精度视觉地图节点，查询图像被定义为观测数据。在状态转移模型中，引入2阶模型对短时间车辆运动进行匀速运动建模，与传统的1阶HMM相比，可以提高模型的适用性与准确性。提出利用全局图像特征建立查询图像与地图节点之间的匹配关系，并从匹配的汉明距离建立发射概率模型，可有效提高地图匹配的效率。最后，通过前向算法来求解最优匹配的地图节点。为了验证算法的性能，分别在封闭工业园区、开放道路和KITTI公开数据集对算法进行验证。实验结果表明：2阶HMM模型能够有效融合车辆运动信息和图像信息，提高匹配的稳定性和精确度，算法性能明显优于传统的基于单帧匹配和序列匹配算法。     

基于路测图像与改进 ResNet50 网络的自动驾驶场景天气识别算法

为了充分利用自动驾驶汽车路测图像数据,增加行驶过程中对天气情况识别的准确性,提出了一种基于改进 ResNet50 网络的自动驾驶场景天气识别算法。该算法将 SE 模块与 ResNet50 网络相结合,通过在 ResNet50 网络 4 组模块内加入 SE 模块,以便更好地拟合通道间复杂的鲁棒性。基于自动驾驶汽车路测图像数据对所提算法进行 Python 编程实现,结果表明：SE 模块的加入能够增加算法的鲁棒性和准确性,提高了自动驾驶的天气识别精度。     

基于数字图像处理对汽车牌照自动识别系统的研究

以快速准确识别汽车牌照号码为目的,在充分利用数学形态学与多特征组合分析相结合分析的基础上,运用灰度变换、边缘检测、Radon变换、投影特征等图像处理方法,分车牌检测、字符分割、字符识别三步实现汽车牌照的识别,处理过程中考虑并解决了现实拍摄图像中存在的牌照倾斜等不利条件,用MATLAB软件对这些算法进行仿真,经过对多幅图像的处理实验表明,该系统识别速度快,识别率高。     

基于自编码模型的沥青路面表面横缝识别研究

以上海某高速路段为研究依托,采集相关的沥青路面表面图像,利用卷积神经网络提取图像特征后再通过基于长、短期记忆神经网络的自编码模型对路面图像是否含有表面横缝进行识别,并对模型识别效果进行评价。结果表明,该方法可以快速有效地提取图像特征,在样本不均衡的条件下对表面横缝依然有较好的识别能力。     

城市道路土基病害核匹配追踪识别算法

为准确识别道路土基病害以避免路面塌陷事故的发生,采用探地雷达对城市道路进行检测。针对城市非硬化道路和硬化道路土基病害出现的一般规律,首先通过维纳滤波器对探地雷达图像进行一维滤波,在滤波过程中,对增益函数进行倒谱域内的平滑处理,进而得到增强的雷达图像;然后,采用傅里叶变换、小波变换等信号处理方法,得到探地雷达图像在不同变换域的结果,并通过构建傅里叶核函数、多项式核函数、克罗内克核函数等不同的核函数字典,对探地雷达图像在不同变换域的结果进行匹配追踪,比较在不同核函数下的核匹配追踪序列;最后,通过比较不同核匹配追踪序列的差异,分别找出对道路土基水害和空洞病害类型敏感的核匹配追踪序列,通过该序列识别城市道路土基病害的类型。利用基于相关系数的病害度量算法比较核匹配追踪序列,判断城市道路土基病害发生的区域,并通过算法识别非硬化道路与硬化道路的地下病害。结果表明:病害类型及范围与实际情况相符,水害和空洞均能得到有效识别;通过5组城市道路探地雷达探测数据集验证了算法的有效性,识别准确率达到了99%以上;利用核匹配追踪算法处理探地雷达图像有助于城市道路土基病害识别,可减少路面塌陷事故的发生。     

A Multi-license Plate Location Algorithm for Vehicle Sequential Images

针对序列图像的多车牌定位问题,提出了一种综合车牌特征与梯度分析的定位算法.该算法使用灰度均衡化与中值滤波算法对图像预处理来消除噪声,利用测试样本图像提取出若干有效的车牌参教作为定位系统的输入,实现了全自动定位车牌的目的.并引入MGD梯度分析方法辅助边缘提取算法来提取车牌候选区域,利用HSV颜色模型,使用主颜色分析方法分析候选区域,并通过车牌字符纹理分析方法做进一步的判断.使用Hough轮廓检测方法计算非文本区域块的直线斜率.该算法定位效果较好,鲁棒性强,有很好的工程应用推广价值.     

基于轨迹数据的危险驾驶行为识别方法

连续的跟驰行为和换道行为是驾驶行为的主要构成部分，对交通拥挤和交通事故有着重要影响。通过无人机视频拍摄和图像处理方式，提取了曹安公路沿线的2个交叉路口间正常交通流状态下共600条多车高精度轨迹数据。首先，考虑车辆类型对驾驶行为产生直接的影响，分析了大车和小车的车辆轨迹特征变量分布的差异性，包括速度、加速度、碰撞时间倒数、车头时距等，在标记危险驾驶行为的过程中考虑车辆类型的影响。其次，针对不同的车辆类型，利用修正碰撞裕度对跟驰行为和换道行为进行风险性评估，将其划分为安全型和风险型。根据风险型行为发生的顺序以及持续时间，评估驾驶人的整体驾驶状态是否危险，作为危险驾驶行为识别的样本标记。分别利用离散小波变换和统计方法提取车辆轨迹的关键特征参数，为了提高模型识别效率，将关键特征参数进行排序，从而确定最优判别指标；最后，利用轻量梯度提升机（LGBM）算法对危险驾驶行为进行识别，并与随机森林、多层感知器、支持向量机等算法在精度上进行比较。研究结果表明：在上述研究条件下，LGBM算法对危险驾驶行为的理论识别率最高可达93.62%，可以实现基于机器学习算法的危险驾驶行为的高精度自动识别，该结果对于智能驾驶辅助系统的设计、道路交通安全决策的制定具有显著的意义。     

基于单阶段算法的智能汽车跨域检测研究

在自动驾驶汽车中,深度学习算法可以对单目视觉摄像头采集到的图像进行准确地检测和识别,对于保证驾驶安全性具有重要意义.在保证实时检测的前提下,为了提高深度学习模型的检测精度和鲁棒性,以应对多种复杂的道路场景,对单阶段检测算法YOLOv3进行改进并将其应用在跨域目标检测中.首先,在数据预处理阶段,根据各类目标物形状和尺寸的...     

弯曲道路识别方法与目标函数选取的研究

首先对道路图像进行中值滤波、边缘增强和二值化处理获得道路二值图像.将图像等分为5×5像素的子块图像,建立抛物线模型,计算抛物线通过区域各子块灰度均值及子块间灰度方差,并以此作为图像特征构造合理的目标函数,运用蚁群算法优化抛物线参数,识别道路边缘.该目标函数既用于评价拟合程度,又用于决定算法中信息素增量.实验证明该方法具有良好的实时性、可靠性和鲁棒性.     

动态光照下驾驶人面部特征识别算法与试验研究

基于机器视觉的驾驶人面部特征识别受光照的影响很大.为克服由于动态光照引起的背景干扰,面部特征弱化的问题,采用一种基于Kalman Filtering的光照自适应AKF算法,通过高斯概率密度函数建立Gt(i,j)算子,实现驾驶室背景的分割;在HSI色彩空间中通过阈值分割算法提取面部肤色区域,最终建立了眼鼻坐标搜索模型;进行了不同的照度与头部姿态下的AKF-HSI算法试验,测试统计前景分割率kfrontground、肤色分割率kskin与眼鼻识别率δ,在2×104～10×104 lx的照度下,眼鼻的平均识别率δ达到82％～92％.结果表明AKF-HSI融合算法对动态光照下眼鼻识别具有较好的鲁棒性,照度E、头部姿态与硬件设备AGC是眼鼻识别的最主要影响因素.