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汽车A柱盲区动态实时显示算法研究
| 论文题名： | 汽车A柱盲区动态实时显示算法研究 |
| 关键词： | 汽车A柱;盲区显示;图像配准;瞳孔中心检测;头部姿态估计;坐标系转换 |
| 摘要： | 现代生活中交通事故频发，汽车盲区是影响驾驶员判断的重要因素，是导致交通事故的重要原因之一。汽车A柱是汽车前挡风玻璃与车门之间的支撑柱，是保证车体强度和驾驶员安全的重要结构。但同时也会对驾驶员的视野形成遮挡，影响驾驶员的判断，汽车A柱盲区的消除可以极大改善因盲区而导致的交通事故。因此本文提出了利用图像配准与头部姿态相结合的盲区显示算法，可以在不改变驾驶习惯的情况下实时显示对应的盲区。此算法需要大量数据。因此根据头部移动和盲区图像边界移动的对应关系对算法进行了优化。之后本文提出了一种利用瞳孔中心计算并实时显示盲区的算法。由于相机与盲区显示屏安装位置的特殊性，本文提出利用坐标系转换的方法计算非视场下空间点的三维坐标。由于现有瞳孔中心检测算法的局限性，提出了当瞳孔中心检测失败时，利用头部姿态进行补偿，保证算法的稳定性。具体研究内容如下： （1）首先分析了正常行车中汽车A柱对驾驶员视野的遮挡情况，提出了假设：同一个驾驶员在行车时A柱产生的盲区不变，即同一个驾驶员的头部与A柱相对位置固定。基于这一假设，提出了利用两个相机同时拍摄A柱盲区和全景图像，通过图像配准方法计算A柱盲区。同时利用相机拍摄当前位置的头部姿态，将头部姿态中的z轴平移量与盲区位置进行拟合，进而实现对于不同驾驶员呈现不同盲区。之后研究了头部移动与盲区图像边界移动的关系，对算法进行了改进优化。实验结果显示，对于不同的偏移量可以有效的显示对应的A柱盲区。 （2）分析了上述算法的不足之处，本文设计了利用瞳孔中心计算A柱盲区，并用头部姿态进行补偿的算法。该算法利用人眼成像特点，通过模拟视线的方法计算盲区，以及当瞳孔中心检测失败时，使用头部姿态进行补偿计算。实验表明，该算法能有效计算并实时显示盲区。 （3）由于A柱相机安装位置位于显示屏上方，无法直接计算显示屏角点在A柱相机下的坐标。本文通过坐标系转换的方法，将显示屏角点坐标通过辅助坐标系转换到A柱相机坐标系中。实验表明，该方法可以有效处理非视场下空间点坐标的计算。 |
| 作者： | 隋世宇 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 李天军;薛超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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