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车辆轮廓自动测量系统的研究与设计
| 论文题名： | 车辆轮廓自动测量系统的研究与设计 |
| 关键词： | 车辆轮廓;自动测量系统;计算机视觉;摄像机标定;功能模块 |
| 摘要： | 如今，汽车数量急剧增长，为了快捷有效的识别车辆改装等违法行为，提高公路交通系统对车辆的管理水平，本文研究和设计一种车辆轮廓自动测量系统，实现对车辆尺寸快速、准确的自动测量，为车辆管理部门提供有效的监管手段。 通过对车辆轮廓测量手段的分析，提出了利用计算机视觉对车辆尺寸进行测量的方法。当车辆进入测量区域时，首先触发传感器，测量系统启动，计算机通过数字I/O卡控制摄像头采集图像。车辆顶部和侧面的摄像头连续不断的采集车辆照片，采集完成后通过图像采集卡传送给PC机。当车辆驶出测量区域时，传感器检测到车辆驶离测量范围后，计算机通过数字I/O卡控制摄像机停止拍照。图像通过测量系统的软件处理后显示出车辆的最宽、最高、最长值。 车辆轮廓自动测量系统中共有三组摄像机进行拍照，每组有两个相机组成双目视觉系统，三组摄像机分别测量车辆的长度、宽度和高度；测量系统使用光电开关作为系统的触发传感器，通过数字I/0卡实现与计算机通信；摄像机拍摄的图片通过图像采集卡传送给计算机，测量系统软件处理图像后得到最终尺寸结果。 系统需要对摄像机进行一次标定，标定的目的是得到三维世界坐标与摄像机像素坐标之间的对应关系。论文中使用张正友标定法进行标定，通过对图像的处理得到摄像机的内参和外参，标定完成后保存数据，以备后续的测量使用。 计算机收到图像后，测量软件首先对图像进行背景差分、中值滤波、Canny边缘检测等处理。然后对图像采用Harris算法提取特征点，利用相似性度量（NCC）算法对特征点进行初始匹配，利用随机抽样一致算法（Ransac）消除误匹配。匹配完成后得到图像的视差，根据视差计算出该点的三维坐标。将三维坐标中X或Y方向最大值、最小值进行相减，即可得到车辆的尺寸值。 论文中图像处理软件的实现是以Visual Studio2010为平台并结合OpenCV库开发。车辆轮廓自动测量系统初步完成后，系统进行了多车测量和单车的多次测量。测量的长宽高尺寸与标准对比，误差小于1％，能够满足测量要求。目前系统仅处于研究阶段，如果应用于工业，还有很多方面需要改进和完善。 |
| 作者： | 程磊 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 李业德 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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