專利名稱：一種無人駕駛車的自動環(huán)境感知系統(tǒng)及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無人駕駛車的環(huán)境感知技術(shù)，包括用于檢測、定位、測量和識別感興趣目標(biāo)的技術(shù)，特別是一種無人駕駛車的自動環(huán)境感知系統(tǒng)及其工作方法。
背景技術(shù)：
無人駕駛車及其環(huán)境感知技術(shù)等在各領(lǐng)域的應(yīng)用前景日益廣闊，這包括軍事方面的避免人員損傷、搜救突破、反擊阻擊、執(zhí)行偵察等任務(wù)；工業(yè)制造方面的自動取放料和運輸?shù)龋唤煌ǚ矫孀鳛樽灾骱婉{駛輔助系統(tǒng)提高行車安全；民用方面的家庭“保姆”或生活“保安”等角色；科學(xué)研究領(lǐng)域的高危環(huán)境或者外太空環(huán)境探險等等。地理信息系統(tǒng)(GIS)和GPS曾以經(jīng)濟(jì)適用的優(yōu)勢在交通、工業(yè)制造等領(lǐng)域得到推廣，但也顯示出環(huán)境數(shù)據(jù)采集和處理過程中精度不足的劣勢。視覺和激光方法獲取數(shù)據(jù)實時性強并分別應(yīng)用于車輛前方車道 標(biāo)識線、前方車輛或障礙物檢測，但其單獨使用時也存在著易受環(huán)境影響的弊端。無人駕駛車的工作環(huán)境中目標(biāo)種類繁多，為了完成指定任務(wù)其必須具有自主檢測、定位、測量和識別目標(biāo)物體的能力，包括準(zhǔn)確識別不可逾越的障礙物和道路標(biāo)識符等。如何高效綜合利用激光、視覺、微波雷達(dá)、超聲雷達(dá)、全球定位系統(tǒng)(GPS)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(IMU)等多種傳感器設(shè)備，實時正確地獲取環(huán)境數(shù)據(jù)信息，使無人駕駛車具有對行駛區(qū)域目標(biāo)物體形狀位置、身份狀態(tài)的識別與分類的能力，是推廣應(yīng)用無人駕駛車的核心問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計一種能綜合利用激光、視覺、全球定位系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等多種傳感器獲取的數(shù)據(jù)，對行駛環(huán)境中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理，使無人駕駛車具備自主獲取前方行駛感興趣區(qū)域中目標(biāo)的形狀位置身份以及狀態(tài)并加以分類的能力的無人駕駛車的自動環(huán)境感知系統(tǒng)及其工作方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種無人駕駛車自動環(huán)境感知系統(tǒng)，包括工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)A、二維激光掃描儀A、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、GPS接收天線、工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)B、二維激光掃描儀B和工業(yè)控制計算機(jī)，所述的工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)A和工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)B分別以不同俯角安裝在無人駕駛車頂平臺前段左右兩側(cè)；所述的二維激光掃描儀A安裝于無人駕駛車前保險杠的中心位置，所述的二維激光掃描儀B安裝于無人駕駛車頂部平臺處中心位置；所述的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)安裝于無人駕駛車的頂部；所述的GPS接收天線安裝于無人駕駛車的車頂后端；所述的工業(yè)控制計算機(jī)安裝于無人駕駛車內(nèi)尾部。所述的工業(yè)控制計算機(jī)通過數(shù)據(jù)線分別與工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)A、二維激光掃描儀A、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、GPS接收天線、工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)B和二維激光掃描儀B連接。一種無人駕駛車的自動環(huán)境感知系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟A、工業(yè)控制計算機(jī)獲取傳感器信息并進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定工業(yè)控制計算機(jī)通過工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)A和工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)B獲取視覺圖像信息，通過二維激光掃描儀A和二維激光掃描儀B獲取距離、掃描角度信息，通過慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS接收天線獲取定位信息；同時基于定位信息獲得視覺、激光以及位置姿態(tài)傳感器數(shù)據(jù)信息與世界坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系;B、工業(yè)控制計算機(jī)獲取二維激光掃描儀A和二維激光掃描儀B采集到的無人駕駛車前方行駛環(huán)境激光點云數(shù)據(jù)，使用濾波器濾除干擾，并依據(jù)具體目標(biāo)的形狀空間位置特征，通過模式聚類分析的方法進(jìn)行目標(biāo)檢測；通過調(diào)整距離閾值的方法，將聚類分成的子群重新合并，確定新的聚類中心實現(xiàn)目標(biāo)定位；C、工業(yè)控制計算機(jī)計算聚類物體外接矩形大小，結(jié)合激光發(fā)射頻率和發(fā)射角這些激光固有參數(shù)計算聚類物體位置和空間范圍；再依據(jù)已知的工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)A和工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)B的視場角和方位角信息數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)相機(jī)圖像鎖定包含被檢測出的感興趣目標(biāo)的當(dāng)前幀圖像，經(jīng)透視變換將三維世界坐標(biāo)X、Y、Z映射到二維的圖像坐標(biāo)中，進(jìn)一步確定工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)A和工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)B的的圖像中被檢測目標(biāo)的物體位置和空間范圍，完成目標(biāo)測量； D、融合激光和圖像信息分類識別目標(biāo)工業(yè)控制計算機(jī)基于以下激光數(shù)據(jù)和圖像信息中反映出的不同目標(biāo)類別的屬性特征對已經(jīng)檢測出的目標(biāo)進(jìn)行分類回復(fù)反射材料特性、形態(tài)學(xué)形狀特性、綿延尺寸及離地高度特性；對歸類后的對象使用模版匹配的方法，確定其在每類中的具體身份；所述的回復(fù)反射材料特性包括道路標(biāo)識，所述的形態(tài)學(xué)形狀特性包括樹干、電線桿、行人或前方車輛，所述的綿延尺寸及離地高度特性包括馬路邊緣。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果I、本發(fā)明采用雙工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)水平布置形成的雙目視覺系統(tǒng)，經(jīng)校正后可顯著減輕相機(jī)鏡頭畸變等情況造成的采集圖像失真，從而提高了目標(biāo)識別的可靠性。2、本發(fā)明能夠在無人駕駛車前行時自動采集和處理視覺和激光數(shù)據(jù)，從多個不同目標(biāo)中基于一個或多個特征自動檢測感興趣目標(biāo)；通過慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS獲得車輛姿態(tài)位置數(shù)據(jù)。分析視覺圖像信息、目標(biāo)激光數(shù)據(jù)的三維坐標(biāo)值以及當(dāng)前車體姿態(tài)位置信息可以定位并測量出感興趣目標(biāo)的尺寸位置以及空間范圍。3、本發(fā)明建立道路環(huán)境中出現(xiàn)的目標(biāo)(交通標(biāo)志標(biāo)線、道路邊緣和行駛區(qū)域內(nèi)的行人和車輛)身份模型，根據(jù)激光點云數(shù)據(jù)和視覺圖像數(shù)據(jù)特征提取的結(jié)果，將出現(xiàn)的目標(biāo)分類，將目標(biāo)與之前建立好的身份模型進(jìn)行匹配，以確定目標(biāo)的具體身份，能夠提高分類判斷的可靠性。


本發(fā)明共有附圖4張，其中圖I是本發(fā)明的組成示意圖。圖2是本發(fā)明的電路連接以及數(shù)據(jù)傳遞示意圖。圖3是本發(fā)明的目標(biāo)識別流程圖。圖4是本發(fā)明的道路標(biāo)識符自動檢測流程圖。圖中1、無人駕駛車，2、工業(yè)彩色數(shù)字C⑶相機(jī)A，3、二維激光掃描儀A，4、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，5、GPS接收天線，6、二維激光掃描儀B，7、障礙物，8、道路標(biāo)識符，9、工業(yè)控制計算機(jī)，10、工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)B。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步地描述。如圖1、2所示，一種無人駕駛車自動環(huán)境感知系統(tǒng)，包括工業(yè)彩色數(shù)字C⑶相機(jī)A2、二維激光掃描儀A3、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)4、GPS接收天線5、工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)B10、二維激光掃描儀B6和工業(yè)控制計算機(jī)9，所述的工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)A2和工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)BlO分別以不同俯角安裝在無人駕駛車I頂平臺前段左右兩側(cè)；所述的二維激光掃描儀A3安裝于無人駕駛車I前保險杠的中心位置，所述的二維激光掃描儀B6安裝于無人駕駛車I頂部平臺處中心位置；所述的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)4安裝于無人駕駛車I的頂部；所述的GPS接收天線5安裝于無人駕駛車I的車頂后端；所述的工業(yè)控制計算機(jī)9安裝于無人駕駛車I內(nèi)尾部。 所述的工業(yè)控制計算機(jī)9通過數(shù)據(jù)線分別與工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)A2、二維激光掃描儀A3、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)4、GPS接收天線5、工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)BlO和二維激光掃描儀B6連接。如圖3、4所示，一種無人駕駛車的自動環(huán)境感知系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟A、工業(yè)控制計算機(jī)9獲取傳感器信息并進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定工業(yè)控制計算機(jī)9通過工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)A2和工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)BlO獲取視覺圖像信息，通過二維激光掃描儀A3和二維激光掃描儀B6獲取距離、掃描角度信息，通過慣性導(dǎo)航系統(tǒng)4和GPS接收天線5獲取定位信息；同時基于定位信息獲得視覺、激光以及位置姿態(tài)傳感器數(shù)據(jù)信息與世界坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系；B、工業(yè)控制計算機(jī)9獲取二維激光掃描儀A3和二維激光掃描儀B6采集到的無人駕駛車I前方行駛環(huán)境激光點云數(shù)據(jù)，使用濾波器濾除干擾，并依據(jù)具體目標(biāo)的形狀空間位置特征，通過模式聚類分析的方法進(jìn)行目標(biāo)檢測；通過調(diào)整距離閾值的方法，將聚類分成的子群重新合并，確定新的聚類中心實現(xiàn)目標(biāo)定位；C、工業(yè)控制計算機(jī)9計算聚類物體外接矩形大小，結(jié)合激光發(fā)射頻率和發(fā)射角這些激光固有參數(shù)計算聚類物體位置和空間范圍；再依據(jù)已知的工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)A2和工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)BlO的視場角和方位角信息數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)相機(jī)圖像鎖定包含被檢測出的感興趣目標(biāo)的當(dāng)前幀圖像，經(jīng)透視變換將三維世界坐標(biāo)X、Y、Z映射到二維的圖像坐標(biāo)中，進(jìn)一步確定工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)A2和工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)BlO的的圖像中被檢測目標(biāo)的物體位置和空間范圍，完成目標(biāo)測量；D、融合激光和圖像信息分類識別目標(biāo)工業(yè)控制計算機(jī)9基于以下激光數(shù)據(jù)和圖像信息中反映出的不同目標(biāo)類別的屬性特征對已經(jīng)檢測出的目標(biāo)進(jìn)行分類回復(fù)反射材料特性、形態(tài)學(xué)形狀特性、綿延尺寸及離地高度特性；對歸類后的對象使用模版匹配的方法，確定其在每類中的具體身份；所述的回復(fù)反射材料特性包括道路標(biāo)識，所述的形態(tài)學(xué)形狀特性包括樹干、電線桿、行人或前方車輛，所述的綿延尺寸及離地高度特性包括馬路邊緣。如圖I所示，本發(fā)明可應(yīng)用于工業(yè)制造方面的自動取放料和運輸?shù)龋部蓱?yīng)用于公共民用事業(yè)的通信或配電等行業(yè)，在交通方面可作為自主和駕駛輔助系統(tǒng)提高行車安全性，如在市區(qū)或高速公路上通過檢測和識別行車標(biāo)識符或行人等路障減少交通事故的發(fā)生。
本發(fā)明數(shù)據(jù)采集分為兩步進(jìn)行，第一步為已標(biāo)定的視覺圖像或激光數(shù)據(jù)的在線或離線采集，第二步為在線或離線進(jìn)行的數(shù)據(jù)提取過程。這兩步的具體實施方式
可基于視覺、激光、GPS、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)傳感器的設(shè)備軟件，亦可基于本發(fā)明的環(huán)境感知系統(tǒng)進(jìn)行。自動提取過程的輸出包含一個數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫存儲在地理信息系統(tǒng)GIS層，而該層又與另一個障礙物7種類數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)且可直接與環(huán)境感知系統(tǒng)自動提取模塊相連并在自動提取過程實時操作。本發(fā)明的工作原理如下無人駕駛車I可以一定速度行駛并同時采集其周圍數(shù)據(jù)信息，工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)A2和工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)BlO以一定俯角安裝于無人駕駛車I頂部平臺兩側(cè)，可單獨或構(gòu)成立體視覺拍攝行駛前方視覺圖像信息；二維激光掃描儀A3和二維激光掃描儀B6分別安裝于無人駕駛車I前保險杠和頂部平臺處中心位置，可測量探測區(qū)域的距離和角度信息，同時也可選擇性輸出亮度和顏色信息值，向前掃描行駛前方100度視場范圍，分別用來檢測行人、馬路邊沿、樹干或電線桿、前方車輛等障礙物7和道路標(biāo)識符8 ;慣性導(dǎo)航系統(tǒng)4安裝于無人駕駛車I頂部，可輸出車體當(dāng)前俯仰角、側(cè)傾角和翻滾角等姿態(tài)信息；GPS接收天線安裝于無人駕駛車I上，實時獲取無人駕駛車I的世界坐標(biāo)信息，工業(yè)控制計算機(jī)9位于車內(nèi)尾部，運行自編的環(huán)境感知系 統(tǒng)軟件用來實現(xiàn)工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)A2、二維激光掃描儀A3、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)4、GPS接收天線5、工業(yè)彩色數(shù)字CXD相機(jī)BlO和二維激光掃描儀B6之間的同步。環(huán)境感知系統(tǒng)標(biāo)定用來注冊各傳感器數(shù)據(jù)信息的對應(yīng)關(guān)系。在兩個工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)安裝于無人駕駛車I之前進(jìn)行其內(nèi)部參數(shù)標(biāo)定，包括工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)采集圖像的快門速度和增益，再選用已知控制點方法進(jìn)行工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)的外部參數(shù)標(biāo)定，包括工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)安裝的俯角和視場角；對于二維激光掃描儀A3和二維激光掃描儀B6聯(lián)合使用回復(fù)反射材料制作的障礙物7和已知控制點進(jìn)行外部標(biāo)定。圖2為環(huán)境感知系統(tǒng)各傳感器與工業(yè)控制計算機(jī)9之間的數(shù)據(jù)交互以及各部分之間的電路連接示意圖。本發(fā)明環(huán)境感知系統(tǒng)軟件包括多個模塊，用于采集、提取處理各種傳感器信息，具體包括工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)模塊、二維激光掃描儀模塊、姿態(tài)感知系統(tǒng)模塊慣性導(dǎo)航系統(tǒng)4、位置感知系統(tǒng)模塊GPS，分別獲取和處理來自前方行駛環(huán)境的視覺信息、距離角度以及亮度色彩信息、車體當(dāng)前姿態(tài)信息俯仰角、側(cè)傾角、橫擺角以及車體位于世界坐標(biāo)系中的位置信息，交由工業(yè)控制計算機(jī)9融合處理。本發(fā)明環(huán)境感知系統(tǒng)硬件還包括可移動硬盤用于實時具有記錄空間參考位置的圖像數(shù)據(jù)和電力供應(yīng)系統(tǒng)分別為二維激光掃描儀、工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)、姿態(tài)感知和位置感知系統(tǒng)模塊以及工業(yè)控制計算機(jī)9等模塊提供電源多個模塊。圖3為本發(fā)明依據(jù)具體實施方式
的目標(biāo)識別流程圖。首先，無人駕駛車I獲取兩種傳感器信息工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)獲取視覺圖像，二維激光掃描儀獲取距離、掃描角度等信息，同時基于定位信息獲得視覺、激光以及位置姿態(tài)傳感器數(shù)據(jù)信息與世界坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系；其次，對于激光數(shù)據(jù)使用濾波器檢測感興趣目標(biāo)，并對被檢測出的感興趣目標(biāo)進(jìn)行定位和測量；再依據(jù)已知的相機(jī)視場角和方位角信息數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)相機(jī)圖像鎖定包含被檢測出的感興趣目標(biāo)的當(dāng)前幀圖像，經(jīng)透視變換將三維世界坐標(biāo)X、Y、Z映射到二維的圖像坐標(biāo)中，進(jìn)一步確定相機(jī)圖像中被檢測目標(biāo)的感興趣區(qū)域；最終融合激光和圖像信息分類識別目標(biāo)。
圖4為道路標(biāo)識符8自動檢測的具體方法流程圖。首先，采集激光數(shù)據(jù)和相機(jī)圖像信息，并分配給各數(shù)據(jù)點地理坐標(biāo)值。選擇亮度值濾波逐點掃描激光數(shù)據(jù)，因為道路標(biāo)識符8制作材料具有回復(fù)反射特性，其上的激光數(shù)據(jù)點的亮度值將使明顯高于其他目標(biāo)或道路上各激光數(shù)據(jù)點的亮度值，標(biāo)識符上各點的X、Y、Z坐標(biāo)值基于激光掃描角度、空間距離和全局定位信息計算得出。其次，基于激光數(shù)據(jù)點離地高度值再次濾波，選用K均值濾波器對數(shù)據(jù)點重新歸類，找出屬于同一目標(biāo)的激光數(shù)據(jù)點，進(jìn)而定位各目標(biāo)中心坐標(biāo)并測量障礙目標(biāo)的尺寸。最后，基于目標(biāo)尺寸閾值去除小目標(biāo)噪聲，并基于圖像信息分類識別道路標(biāo)識。根據(jù)目標(biāo)定位和尺寸信息，使用照相測量方法可在圖像中鎖定感興趣區(qū)域，利用已知的攝像機(jī)角度和視場角能夠確定顯示道路標(biāo)識的最近一幀圖像，在感興趣區(qū)域中選用模板匹配算法自動分類識別道路標(biāo)識的具體身份屬性停車符、左轉(zhuǎn)向、禁行等?！?br> 權(quán)利要求
1.一種無人駕駛車自動環(huán)境感知系統(tǒng)，其特征在于包括工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)A(2)、二維激光掃描儀A(3)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(4)、GPS接收天線(5)、工業(yè)彩色數(shù)字C⑶相機(jī)B( 10)、二維激光掃描儀B (6)和工業(yè)控制計算機(jī)(9)，所述的工業(yè)彩色數(shù)字C⑶相機(jī)A (2)和工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)B (10)分別以不同俯角安裝在無人駕駛車(I)頂平臺前段左右兩側(cè)；所述的二維激光掃描儀A (3)安裝于無人駕駛車(I)前保險杠的中心位置，所述的二維激光掃描儀B (6)安裝于無人駕駛車(I)頂部平臺處中心位置；所述的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(4)安裝于無人駕駛車(I)的頂部；所述的GPS接收天線(5)安裝于無人駕駛車(I)的車頂后端；所述的工業(yè)控制計算機(jī)(9)安裝于無人駕駛車(I)內(nèi)尾部； 所述的工業(yè)控制計算機(jī)(9)通過數(shù)據(jù)線分別與工業(yè)彩色數(shù)字C⑶相機(jī)A (2)、二維激光掃描儀A (3)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(4)、GPS接收天線(5)、工業(yè)彩色數(shù)字C⑶相機(jī)B (10)和二維激光掃描儀B (6)連接。
2.一種無人駕駛車的自動環(huán)境感知系統(tǒng)的工作方法，其特征在于包括以下步驟 A、工業(yè)控制計算機(jī)(9)獲取傳感器信息并進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定工業(yè)控制計算機(jī)(9)通過工業(yè)彩色數(shù)字C⑶相機(jī)A (2)和工業(yè)彩色數(shù)字C⑶相機(jī)B (10)獲取視覺圖像信息，通過二維激光掃描儀A (3)和二維激光掃描儀B (6)獲取距離、掃描角度信息，通過慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(4)和GPS接收天線(5)獲取定位信息；同時基于定位信息獲得視覺、激光以及位置姿態(tài)傳感器數(shù)據(jù)信息與世界坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系； B、工業(yè)控制計算機(jī)(9)獲取二維激光掃描儀A(3)和二維激光掃描儀B (6)采集到的無人駕駛車(I)前方行駛環(huán)境激光點云數(shù)據(jù)，使用濾波器濾除干擾，并依據(jù)具體目標(biāo)的形狀空間位置特征，通過模式聚類分析的方法進(jìn)行目標(biāo)檢測；通過調(diào)整距離閾值的方法，將聚類分成的子群重新合并，確定新的聚類中心實現(xiàn)目標(biāo)定位； C、工業(yè)控制計算機(jī)(9)計算聚類物體外接矩形大小，結(jié)合激光發(fā)射頻率和發(fā)射角這些激光固有參數(shù)計算聚類物體位置和空間范圍；再依據(jù)已知的工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)A (2)和工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)B (10)的視場角和方位角信息數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)相機(jī)圖像鎖定包含被檢測出的感興趣目標(biāo)的當(dāng)前幀圖像，經(jīng)透視變換將三維世界坐標(biāo)X、Y、Z映射到二維的圖像坐標(biāo)中，進(jìn)一步確定工業(yè)彩色數(shù)字C⑶相機(jī)A (2)和工業(yè)彩色數(shù)字C⑶相機(jī)B (10)的的圖像中被檢測目標(biāo)的物體位置和空間范圍，完成目標(biāo)測量； D、融合激光和圖像信息分類識別目標(biāo)工業(yè)控制計算機(jī)(9)基于以下激光數(shù)據(jù)和圖像信息中反映出的不同目標(biāo)類別的屬性特征對已經(jīng)檢測出的目標(biāo)進(jìn)行分類回復(fù)反射材料特性、形態(tài)學(xué)形狀特性、綿延尺寸及離地高度特性；對歸類后的對象使用模版匹配的方法，確定其在每類中的具體身份；所述的回復(fù)反射材料特性包括道路標(biāo)識，所述的形態(tài)學(xué)形狀特性包括樹干、電線桿、行人或前方車輛，所述的綿延尺寸及離地高度特性包括馬路邊緣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無人駕駛車自動環(huán)境感知系統(tǒng)及其工作方法，所述系統(tǒng)包括雙工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)、雙二維激光掃描儀、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、GPS接收天線和工業(yè)控制計算機(jī)，工業(yè)控制計算機(jī)通過數(shù)據(jù)線分別與工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)、二維激光掃描儀、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS接收天線連接。本發(fā)明采用雙工業(yè)彩色數(shù)字CCD相機(jī)布置形成的雙目視覺系統(tǒng)，提高了目標(biāo)識別的可靠性。本發(fā)明能夠在無人駕駛車前行時自動采集和處理視覺和激光數(shù)據(jù)，從多個不同目標(biāo)中自動檢測感興趣目標(biāo)；通過慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS獲得車輛姿態(tài)位置數(shù)據(jù)。分析視覺圖像信息、目標(biāo)激光數(shù)據(jù)的三維坐標(biāo)值以及當(dāng)前車體姿態(tài)位置信息定位并測量出感興趣目標(biāo)的尺寸位置以及空間范圍。
文檔編號G01C11/00GK102944224SQ20121044848
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者趙一兵, 郭烈, 李琳輝, 張明恒, 鄧云翔, 徐紅賓 申請人:大連理工大學(xué)