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行车安全驾驶辅助系统研究与设计
| 论文题名： | 行车安全驾驶辅助系统研究与设计 |
| 关键词： | 行车安全驾驶辅助系统;目标检测;双目视觉;风险预警 |
| 摘要： | 随着我国经济水平的提高和城市化进程的发展，道路的不断修建和机动车数量的快速增长，这使得城市道路交通情况日益复杂。复杂多变的交通环境给司机安全驾驶带来很大的挑战，本课题通过对目标检测算法及双目视觉算法的研究，设计一种行车安全驾驶辅助系统，可以根据行车前后环境信息实时地进行目标检测和距离测量，更好地检测潜在危险的目标。一旦出现潜在的危险，提前预警以辅助司机安全驾驶。 首先课题分析了行车安全驾驶辅助系统的功能需求，根据实际的需求进行系统总体方案设计，对行车安全驾驶辅助系统中的关键技术目标检测算法和距离测量技术进行研究。根据对主流的目标检测算法和应用场景的研究，选择YOLOv3目标检测算法来检测汽车、公交车、卡车、行人、自行车、摩托车共6类目标，使用图像标注和数据增强方法实现对数据集标注和扩充；加载预训练模型来训练YOLOv3算法检测模型；对检测模型进行多次测试及数据分析。通过距离测量技术的研究，选择双目立体视觉测量技术作为测距方法；通过双目立体视觉测量、摄像机畸变校正、立体匹配等原理的研究，设计双目立体视觉测距方法，通过多次测量实验来验证双目视觉测距技术的有效性。其次在目标检测算法和目标距离测量技术研究的基础上，设计出基于Jetson TX2的行车安全驾驶辅助系统；在系统测试平台中对YOLOv3和YOLOv3-tiny目标检测算法进行测试及性能分析。通过对YOLOv3-tiny算法的目标误检测和漏检问题的研究分析，提出“人车一体原则”来测试及分析实际行车视频，YOLOv3-tiny算法的目标检测的mAP有明显的提升，且系统能实时地检测视频中的物体。对双目视觉测距技术进行静态测量测试及误差分析，测试结果表明双目测距的测量相对误差低和测量精度高。对行车视频内目标进行动态测距，测试表明本文双目视觉测距技术在实际应用中的有效性。最后通过分析系统目标检测和距离测量的测试结果，行车安全驾驶辅助系统设定近距离的人、中等距离的人和车、远距离内的车等多种预警信息来辅助司机驾驶。 论文研究的行车安全驾驶辅助系统实现了对行车前后视频内目标的检测、距离测量功能及预警功能，系统能够实时探测行车环境中潜在的危险目标，并通过语音报警来辅助司机安全驾驶，具有极大的应用价值。 |
| 作者： | 牛孝通 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 任安虎;郭威 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安工业大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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