一种基于双目立体视觉的限高预警方法技术

本发明专利技术涉及一种基于双目立体视觉的限高预警方法，包括：S1.基于双目摄像头摄取的原始图像获得原始图像的视差图，在世界坐标系中获取车辆当前的行驶路径；S2.计算视差图中的每一个像素点投影到世界坐标系中的第一坐标；S3.根据第一坐标判断视差图中相对应的像素点是否在行驶路径中，若是，则将该像素点投影到世界坐标系中与双目摄像头像面相平行的竖直坐标平面上；S4.基于所述竖直坐标平面上预设的高度区域判断是否存在障碍物，若存在，则获取障碍物的平均高度；S5.重复步骤S1至S4对所述障碍物进行多帧的判定与跟踪，进一步确认该所述障碍物为限高标志并发出预警。根据本发明专利技术的方法，其计算量小，准确度高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双目立体视觉的限高预警方法
本专利技术涉及一种限高预警方法，尤其涉及一种基于双目立体视觉的限高预警方法。
技术介绍
随着经济的发展，城市交通运输也随之蓬勃发展，在城市交通的一些道路，为限制超高车辆的通过，往往会增加限高障碍物，避免过高车辆发生卡桥、撞桥等事故的发生，保证道路的正常通行。但是此类交通事故依然还是会时有发生，目前，车辆上依然没有有效的准确检测前方限高障碍物的装置，需要驾驶员进行自主观察，这样往往导致驾驶员估计错误等情况的发生而产生事故，而且还容易发生驾驶员疏忽的情况。例如，申请公布号为CN105915846A，名称为“一种单双目复用的入侵物监测方法及系统”的中国专利公开了一种入侵物的监测方法其技术方案为：拍摄背景图像；第一摄像机采集监控区域的监控视频图像；根据背景图像与第一摄像机采集的监控视频图像确定监控区域是否有入侵物进入，如是则控制第二摄像机启动，否则重复前步骤与本步骤；根据第一摄像机拍摄的视频图像及第二摄像机拍摄的视频图像计算入侵物的空间三维坐标及监控区域中被保护物的空间三维坐标，确定入侵物与被保护物的空间距离以及入侵物的运动速度；根据入侵物与被保护物的空间距离以及入侵物的运动速度确定入侵物的威胁等级等。本技术方案虽然公开了一种双目视觉检测入侵物的方法，但其只能在视频图像中检测到有入侵物存在，而在城市道路交通这种复杂环境中，该方案只能检测出道路前方存在障碍物，而无法运用到车辆行驶过程中检测限高障碍物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于双目立体视觉的限高预警方法，能够在车辆行驶过程中实施检测前方的限高障碍物。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种基于双目立体视觉的限高预警方法，包括：S1.基于双目摄像头摄取的原始图像获得所述原始图像的视差图，以及在世界坐标系中获取所述车辆当前的行驶路径；S2.计算所述视差图中的每一个像素点投影到所述世界坐标系中的第一坐标；S3.根据所述第一坐标判断所述视差图中相对应的像素点是否在所述行驶路径中，若是，则将该所述像素点投影到所述世界坐标系中与所述双目摄像头像面相平行的竖直坐标平面上；S4.基于所述竖直坐标平面上预设的高度区域判断是否存在障碍物，若存在，则获取所述障碍物的平均高度；S5.重复步骤S1至S4对所述障碍物进行多帧的判定与跟踪，进一步确认该所述障碍物为限高标志并发出预警。根据本专利技术的一个方面，步骤S5中，重复步骤S1至S4对所述障碍物进行多帧的判定与跟踪，进一步确认该所述障碍物为限高标志并发出预警的步骤中，判断所述障碍物是否为静止障碍物，若是，则所述障碍物为限高标志并将其平均高度与所述车辆的车身最高高度对比，若所述平均高度低于所述车身最高高度，则发出限高警报根据本专利技术的一个方面，所述世界坐标系基于所述双目摄像头建立，其中，所述世界坐标系的坐标系原点为所述双目摄像头中的单个摄像头的光心到路面的垂点，Y轴为一条以坐标系原点为起点垂直与路面的坐标轴，X轴为一条以坐标系原点为起点位于路面并且与所述车辆中轴线垂直的坐标轴，Z轴为一条以坐标系原点为起点位于路面并且垂直于X轴的坐标轴。根据本专利技术的一个方面，步骤S4中，在所述世界坐标系中，由近到远获取单位深度处所述像素点在所述竖直坐标平面上预设高度区域内的占位数，并将所述占位数与预设阈值比较，若所述占位数大于所述预设阈值，则当前图像中存在障碍物。根据本专利技术的一个方面，步骤S5中，包括：S51.重复步骤S1至S4，若所述高度区域一直存在所述障碍物，则获取所述障碍物的第一运动速度，以及根据所述CAN总线信息获取所述车辆的第二运动速度；S52.对比所述第一运动速度和所述第二运动速度，若所述第一运动速度和所述第二运动速度的差值小于预设阈值，则所述障碍物为静止障碍物。根据本专利技术的一个方面，步骤S2中采用三维高斯计投影法计算所述第一坐标。根据本专利技术的一个方面，步骤S2中，计算所述视差图中的每一个像素点投影到所述世界坐标系中的第一坐标的步骤中，所述第一坐标满足：其中，Xt是所述第一坐标在所述世界坐标系中X轴的坐标值，Yt是所述第一坐标在所述世界坐标系中Y轴的坐标值，Zt是所述第一坐标在所述世界坐标系中Z轴的坐标值，xt是所述像素点在所述视差图中的横坐标值，yt是所述像素点在所述视差图中的纵坐标值，cameraH是所述双目摄像头的高度，B是所述双目摄像头的基线距离，f是所述双目摄像头的焦距，(u0,v0)是所述双目摄像头中单个摄像头的光心坐标，dt是所述视差图中的图像坐标系中点的视差值。根据本专利技术的一个方面，步骤S2中，还包括：根据所述第一坐标获取所述视差图中的每一个像素点投影到所述世界坐标系中的概率分布值，所述概率分布值满足：其中，u为像素点在所述世界坐标系中X轴的坐标测量值，v为像素点在所述世界坐标系中Y轴的坐标测量值，d为像素点在所述世界坐标系中Z轴的视差测量值，u0为像素点在所述世界坐标系中X轴的坐标估计值，v0为像素点在所述世界坐标系中Y轴的坐标估计值，d0为像素点在所述世界坐标系中Z轴的视差估计值。根据本专利技术的一个方面，步骤S1中，在世界坐标系中获取所述车辆当前的行驶路径的步骤中，基于车辆的CAN总线信息和所述双目摄像头的标定信息获取在世界坐标系中所述车辆当前的行驶路径。根据本专利技术的一个方面，步骤S1中，在世界坐标系中获取所述车辆当前的行驶路径的步骤中，以所述世界坐标系中的Z轴为对称轴，获取具有所述车辆一个车宽的可行驶区域，并基于所述可行驶区域获取所述行驶路径。根据本专利技术的一种方案，通过将双目摄像头采集的图像投影到世界坐标系中，并根据世界坐标系获取当前车辆的行驶路径，从而保证了投影后的像素点的坐标与车辆的行驶路径能够处于同一世界坐标系下，从而保证了本专利技术的限高预警方法能够准确判断出处于车辆行驶路径上的像素点。通过判断图像坐标系中某一个像素点的世界坐标是否存在于车辆的行驶路径内，可以减少计算的像素点数，从而加快计算速度。尤其对于提高车辆实时行驶过程中障碍物的判断速度有利。另外，将处于车辆行驶路径上的像素点投影到与双目摄像头像面相平行的数值坐标平面(即XY平面)上，进而可以方便且快速的判断处于不同深度位置的像素点的高度，进而可以方便且快速的计算出在当前图像中是否存在障碍物，有效简化了本专利技术的计算步骤，加快了本专利技术的计算效率，有效满足了在车辆行驶过程中的实时性要求。根据本专利技术的一种方案，通过多次重复计算多帧图像上的障碍物，通过判断检测出的障碍物是否为静止障碍物，从而可以有效剔除移动障碍物等的干扰，提高了本专利技术的检测精度，保证了本专利技术实时检测的准确性。当检测出的障碍物为静止障碍物且其高度低于车身最高高度时，可以发出预警，不仅有效提示了驾驶员，保证了驾驶过程中的安全，而且检测距离远，避免了车辆与障碍物距离过近无法及时制动的情况。附图说明图1示意性表示根据本专利技术的一种实施方式的限高预警方法的步骤框图；图2示意性表示根据本专利技术的一种实施方式的限高预警方法的世界坐标系图；图3示意性表示根据本专利技术的一种实施方式的限高预警方法流程图；图4示意性表示根据本专利技术的一种实施方式的双目摄像头获取图像中行驶路径图；图5示意性表示根据本专利技术的一种实施方式的双目摄像头获取图像的视差图；图6示意性表示根据本专利技术的一种实施方式的处于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双目立体视觉的限高预警方法，包括：S1.基于双目摄像头摄取的原始图像获得所述原始图像的视差图，以及在世界坐标系中获取所述车辆当前的行驶路径；S2.计算所述视差图中的每一个像素点投影到所述世界坐标系中的第一坐标；S3.根据所述第一坐标判断所述视差图中相对应的像素点是否在所述行驶路径中，若是，则将该所述像素点投影到所述世界坐标系中与所述双目摄像头像面相平行的竖直坐标平面上；S4.基于所述竖直坐标平面上预设的高度区域判断是否存在障碍物，若存在，则获取所述障碍物的平均高度；S5.重复步骤S1至S4对所述障碍物进行多帧的判定与跟踪，进一步确认该所述障碍物为限高标志并发出预警。

【技术特征摘要】
1.一种基于双目立体视觉的限高预警方法，包括：S1.基于双目摄像头摄取的原始图像获得所述原始图像的视差图，以及在世界坐标系中获取所述车辆当前的行驶路径；S2.计算所述视差图中的每一个像素点投影到所述世界坐标系中的第一坐标；S3.根据所述第一坐标判断所述视差图中相对应的像素点是否在所述行驶路径中，若是，则将该所述像素点投影到所述世界坐标系中与所述双目摄像头像面相平行的竖直坐标平面上；S4.基于所述竖直坐标平面上预设的高度区域判断是否存在障碍物，若存在，则获取所述障碍物的平均高度；S5.重复步骤S1至S4对所述障碍物进行多帧的判定与跟踪，进一步确认该所述障碍物为限高标志并发出预警。2.根据权利要求1所述的高预警方法，其特征在于，步骤S5中，重复步骤S1至S4对所述障碍物进行多帧的判定与跟踪，进一步确认该所述障碍物为限高标志并发出预警的步骤中，判断所述障碍物是否为静止障碍物，若是，则所述障碍物为限高标志并将其平均高度与所述车辆的车身最高高度对比，若所述平均高度低于所述车身最高高度，则发出限高警报。3.根据权利要求1或2所述的限高预警方法，其特征在于，所述世界坐标系基于所述双目摄像头建立，其中，所述世界坐标系的坐标系原点为所述双目摄像头中的单个摄像头的光心到路面的垂点，Y轴为一条以坐标系原点为起点垂直与路面的坐标轴，X轴为一条以坐标系原点为起点位于路面并且与所述车辆中轴线垂直的坐标轴，Z轴为一条以坐标系原点为起点位于路面并且垂直于X轴的坐标轴。4.根据权利要求3所述的限高预警方法，其特征在于，步骤S4中，在所述世界坐标系中，由近到远获取单位深度处所述像素点在所述竖直坐标平面上预设高度区域内的占位数，并将所述占位数与预设阈值比较，若所述占位数大于所述预设阈值，则当前图像中存在障碍物。5.根据权利要求4所述的限高预警方法，其特征在于，步骤S5中，包括：S51.重复步骤S1至S4，若所述高度区域一直存在所述障碍物，则获取所述障碍物的第一运动速度，以及根据所述CAN总线信息获取所述车辆的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：万里，王翔，李培杰，李丁，王艳明，孙皓，王佛伟，
申请(专利权)人：上海为森车载传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31