智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論 課件 任務(wù)2.1 視覺(jué)傳感器

part1視覺(jué)傳感器1.車載攝像頭的功能單目傳感器的工作原理是先識(shí)別后測(cè)距，首先通過(guò)圖像匹配對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別，然后根據(jù)圖像的大小和高度進(jìn)一步估計(jì)障礙物和車輛移動(dòng)時(shí)間。雙目視覺(jué)傳感器的工作原理是先對(duì)物體與本車輛距離進(jìn)行測(cè)量，然后再對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別。由于夜間可見光成像的信噪比較低，從而導(dǎo)致視覺(jué)傳感器夜間成像的難度增大，而遠(yuǎn)紅外系統(tǒng)在這個(gè)時(shí)候就能發(fā)揮自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。圖像傳感器是攝像頭的重要組成部分，可以檢測(cè)可見光、紫外線、X射線、近紅外光等，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)功能的信息采集、轉(zhuǎn)換和擴(kuò)展，提供視覺(jué)、真實(shí)、多級(jí)、多內(nèi)容的視覺(jué)圖像信息。操控方式預(yù)警功能控制功能橫向車道偏離警告車道保持功能縱向前車碰撞警告緊急剎車功能行人碰撞警告--自適應(yīng)巡航汽車ADAS攝像頭根據(jù)汽車攝像頭模塊的不同，目前使用的攝像頭分為單目攝像頭、雙目攝像頭和紅外攝像頭。為了完成ADAS任務(wù)，視覺(jué)規(guī)劃通常需要測(cè)量車輛與前方障礙物之間的距離并識(shí)別障礙物，除了單目與雙目，還有多個(gè)攝像頭平臺(tái)?？紤]到周圍環(huán)境和遠(yuǎn)距離目標(biāo)檢測(cè)，還有一些情況下使用遠(yuǎn)攝和廣角攝像頭來(lái)匹配ADAS主攝像頭，ADAS功能疊加在觀察平臺(tái)上。目前的ADAS可識(shí)別40米～120米的范圍，未來(lái)將達(dá)到200米或更多。單目攝像頭的視角越寬，可以檢測(cè)到的精確距離長(zhǎng)度越短，視角越窄，檢測(cè)到的距離越長(zhǎng)。（1）單目攝像頭（2）雙目攝像頭雙目望遠(yuǎn)鏡在20米范圍內(nèi)具有明顯的測(cè)距優(yōu)勢(shì)，在20米以外，很難縮小視差的范圍。采用高像素?cái)z像頭和較好的算法可以提高測(cè)距性能，雙目攝像頭間距越小，測(cè)距鏡頭之間的距離越近，探測(cè)距離越大，鏡頭間距越大，探測(cè)距離越遠(yuǎn)。單目攝像頭優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)我坏臄z像頭由于鏡頭角度、探測(cè)范圍和精度有所不同，在實(shí)際應(yīng)用中也經(jīng)常采用組合的單目攝像頭來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的環(huán)境檢測(cè)：①長(zhǎng)焦攝像頭和短焦攝像頭組合的方式，提供遠(yuǎn)距離精確探測(cè)和近距離大探測(cè)范圍的綜合檢測(cè)；②四個(gè)魚眼攝像頭分別布置在車輛的前后左右，通過(guò)圖像拼接提供環(huán)視功能。雙目攝像頭的優(yōu)點(diǎn)：雙目攝像頭可以在不識(shí)別目標(biāo)的情況下獲得深度距離數(shù)據(jù)。從理論上講，立體攝像頭的誤差可以小于1%，特別是在單目攝像頭配備毫米波雷達(dá)等傳感器后，可以達(dá)到類似的精度，可以滿足L1、L2和部分L3場(chǎng)景的功能要求。2.紅外夜視視覺(jué)傳感器的原理和特點(diǎn)基于紅外熱成像原理，通過(guò)能夠透過(guò)紅外輻射的紅外光學(xué)系統(tǒng)，將視場(chǎng)內(nèi)景物的紅外輻射聚焦到紅外探測(cè)器上，紅外探測(cè)器再將強(qiáng)弱不等的輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)放大和視頻處理，形成可供人眼觀察的視頻圖像。紅外夜視系統(tǒng)是視覺(jué)傳感器一個(gè)獨(dú)特的分支，圖像處理算法在處理遠(yuǎn)紅外夜視圖像過(guò)程中依然能夠發(fā)揮作用，因此紅外夜視系統(tǒng)能夠像可見光攝像頭一樣，獲取環(huán)境中的目標(biāo)大小和距離等信息，對(duì)光照不足條件下對(duì)基于可見光的視覺(jué)傳感器的應(yīng)用是一種有效補(bǔ)充。3.多個(gè)視覺(jué)傳感器的組合應(yīng)用在汽車智能駕駛中，通過(guò)不同焦距和不同仰角的多個(gè)單目攝像頭，可以獲得不同位置的交通標(biāo)志、信號(hào)燈和各種道路標(biāo)志的檢測(cè)和識(shí)別能力。例如，在長(zhǎng)焦攝像頭的成像中，100米處的交通燈足夠大，100米處的交通標(biāo)志上的數(shù)字也清晰可見。而在短焦距攝像頭的成像中，100米處的交通標(biāo)志上的數(shù)字是完全不清楚的，但是卻能夠獲得近距離更廣范圍的環(huán)境信息。因此多個(gè)單目視覺(jué)傳感器的組合方案在智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。三目攝像頭的劃分為25°視場(chǎng)、50°視場(chǎng)、150°視場(chǎng)，25°視場(chǎng)用于檢測(cè)前車道線、交通燈，50°視場(chǎng)負(fù)責(zé)一般的道路狀況監(jiān)測(cè)，150°視場(chǎng)用于檢測(cè)平行車道、行人和非機(jī)動(dòng)車行駛的狀況。僅僅通過(guò)環(huán)視或二維視覺(jué)很難滿足L3或L3