智能车模拟摄像头图像采集方法详解
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智能交通中的车辆识别技术使用教程智能交通正逐渐成为现代城市交通管理的重要组成部分,而车辆识别技术作为其中的关键技术之一,起到了重要的作用。
本文将介绍智能交通中常用的车辆识别技术,并提供一个使用教程,帮助读者了解和应用这项技术。
一、车辆识别技术的概述车辆识别技术是指利用计算机视觉和图像处理技术,通过对车辆图像或视频进行处理和分析,获得车辆的特征信息,以实现车辆的自动识别与分类。
车辆识别技术通常包括以下几个步骤:1. 图像获取:通过摄像头或其他设备获取车辆的图像或视频。
2. 图像预处理:对获取的图像或视频进行预处理,包括去噪、增强对比度、裁剪等操作,以提高图像的质量和准确性。
3. 特征提取:通过特定的算法,从预处理后的图像中提取出车辆的特征信息,如颜色、形状、纹理等。
4. 特征匹配:将提取出的车辆特征与数据库中的特征进行比对,以确定车辆的类别和标识。
5. 结果输出:将识别结果输出给终端设备或系统,如显示屏、手机应用、交通管理中心等。
二、常用的车辆识别技术1. 车牌识别技术:车牌识别技术是车辆识别中最常见的一种技术。
它利用图像处理和模式识别技术,识别出车辆的车牌号码。
车牌识别技术广泛应用于交通流量统计、违章监控、停车场管理等场景。
2. 车辆型号识别技术:车辆型号识别技术是指通过对车辆的外观特征进行分析和比对,识别出车辆的型号和品牌。
这项技术在安防监控、交通管理、智能停车等领域有着广泛的应用。
3. 车辆颜色识别技术:车辆颜色识别技术主要是通过对车辆图像中的颜色信息进行提取和分析,来识别车辆的颜色。
它在交通违法自动监控、道路交通调查等领域有着重要的作用。
三、车辆识别技术的使用教程1. 数据采集:首先,需要采集大量的车辆图像或视频作为训练样本。
可以利用摄像头拍摄过往车辆的图像,或者收集已有的车辆图像数据库。
2. 数据预处理:对采集到的车辆图像进行预处理,包括去噪、增强对比度、裁剪等操作。
这些操作可以提高图像质量,增加后续处理的准确性。
自动驾驶汽车的数据采集和处理方法研究近年来,随着科技的快速发展和人工智能的普及,自动驾驶汽车成为了未来交通领域的重要发展方向。
自动驾驶汽车的核心技术之一就是数据采集和处理方法。
在这篇文章中,我们将深入探讨自动驾驶汽车的数据采集和处理方法研究。
首先,数据采集是自动驾驶汽车的基础,它通过多种传感器来获取周围环境的信息。
这些传感器包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波传感器等。
摄像头主要用于捕捉周围道路和交通标志的图像,激光雷达和毫米波雷达则可以测量车辆周围的距离和速度,超声波传感器则用于检测障碍物和停车距离。
通过这些传感器,自动驾驶汽车可以实时获取大量的数据,为后续的决策和控制提供支持。
数据采集的方法包括离线采集和在线采集。
离线采集是指在测试场地或者实际道路上驾驶自动驾驶汽车进行数据采集,然后将采集到的数据回传到中心服务器进行处理。
在线采集是指在实际道路环境中实时采集数据,并通过车载计算设备进行实时处理。
两种方法各有优缺点,离线采集可以更好地控制测试环境和采集数据量,但无法及时获得实时数据。
在线采集则可以获得实时数据,但在现实道路环境中的安全和稳定性面临更大的挑战。
数据处理是数据采集的重要环节,它主要包括数据清洗、数据标注和数据分析。
数据清洗是指对采集到的原始数据进行过滤和预处理,去除噪声和异常数据,提高数据的准确性和可靠性。
数据标注是指给原始数据打上标签,识别和分类不同的道路元素和交通标志,为后续的决策和控制提供信息。
数据分析是指对采集到的数据进行统计和分析,提取特征和模式,为自动驾驶系统的学习和优化提供支持。
为了更好地处理和分析大量的数据,机器学习和深度学习等人工智能技术被广泛应用于自动驾驶汽车的数据处理中。
机器学习算法可以通过对大量的数据进行训练,自动学习和发现数据中的规律和模式。
通过机器学习算法,自动驾驶汽车可以逐渐提高其对驾驶场景的理解和决策能力,为实现智能驾驶提供支持。
深度学习则是机器学习的一种特殊领域,它通过建立深层神经网络模型来模拟人脑的学习和认知过程。
专利名称:一种基于人工智能的多路图像采集方法专利类型:发明专利
发明人:盛鸿宇,徐成,胡小明
申请号:CN201910674241.7
申请日:20190725
公开号:CN110428361A
公开日:
20191108
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种基于人工智能的多路图像采集方法,在车辆前、后、左、右四个方向安装摄像头,考虑到四路摄像头拍摄的图像最终是映射到固定的区域,而这个区域是在一切工作未开始之前就已经设定好的,相邻图像之间一定存在一条重合的拼接线,而这条拼接线就是两幅图像拼接的重要依据。
本方法充分利用相关几何知识与比例关系,得到各个方向俯视图像到环视图对应区域的坐标位置关系,并通过逆透视投影反计算拼接线对应于两幅图像中的位置,计算出两幅图像的变换关系,从而实现二维环视图的拼接。
通过该方法对同一时刻的四张图像进行变换、处理和拼接,得到一幅以车辆为中心的二维环视图像。
申请人:北京麒麟智能科技有限公司
地址:100021 北京市朝阳区北苑路13号院1号楼14层A单元1408
国籍:CN
代理机构:北京思海天达知识产权代理有限公司
代理人:沈波
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自动驾驶传感器之摄像头(十一)车载摄像头图像识别主流算法作者 / 阿宝编辑 / 阿宝出品 / 阿宝1990前面章节阐述了摄像头内部的工作原理,一系列的图像效果的处理,包括白平衡、畸变校正、色彩还原等一系列图像的处理,如果我们是做一台手机基本上到这里就结束了,处理完就给到显示屏做显示,但是这里的图像需要给到CPU主机做自动驾驶,涉及到自动驾驶的视觉技术,视觉技术需要解决的是“摄像头拍到的是什么物体。
摄像头拍到的图像,需要机器识别能读懂是什么物体,需要进行后续图像分割、物体分类、目标跟踪、世界模型、多传感器融合、在线标定、视觉SLAM、ISP 等一系列步骤进行匹配与深度学习,其核心环节在于物体识别与匹配,或者运用AI 自监督学习来达到感知分析物体的目的,需要解决的是“我拍到的东西是什么”的问题。
图像分隔技术:数字图像处理是一个跨学科的领域,尽管其发展历史不长,但由于图像处理在军事、遥感、气象等大型应用中有不断增长的需求,并且心理学、生理学、计算机科学等诸多领域的学者们以数字图像为基础研究视觉感知,因此,针对图像处理和分析问题的新方法层出不穷,逐渐形成了自己的科学体系。
图像分割是图像分析的第一步,是计算机视觉的基础,是图像理解的重要组成部分,同时也是图像处理中最困难的问题之一。
所谓图像分割是指根据灰度、彩色、空间纹理、几何形状等特征把图像划分成若干个互不相交的区域,简单的说就是在一副图像中,把目标从背景中分离出来。
这里属于图像算法中的万里长征第一步,也是最重要的一步。
基于深度学习的图像分割目前,受到广泛关注的深度学习也应用于图像分割问题中。
神经网络是深度学习中的重要方法,基于神经网络的图像分割方法的基本思想是通过训练多层感知机来得到线性决策函数,然后用决策函数对像素进行分类来达到分割的目的。
这种方法需要大量的训练数据。
神经网络存在巨量的连接,容易引入空间信息,能较好地解决图像中的噪声和不均匀问题。
首先要了解什么是神经网络,什么是深度学习。
无人驾驶汽车的视觉传感器技术使用方法随着科技的不断进步,无人驾驶汽车逐渐成为人们关注的焦点。
在无人驾驶汽车的核心技术中,视觉传感器技术起着重要的作用。
本文将详细介绍无人驾驶汽车视觉传感器的使用方法,包括传感器类型、数据处理和应用。
一、视觉传感器类型无人驾驶汽车利用视觉传感器来获取周围环境的图像信息,从而做出相应的驾驶决策。
常见的视觉传感器类型包括摄像头、激光雷达和毫米波雷达。
1. 摄像头:无人驾驶汽车通常采用多个摄像头来获得全方位的视野。
这些摄像头可以分布在车辆的前、后、左、右和顶部等位置,以获取不同角度的图像信息。
摄像头可以采集高分辨率图像,并且可以通过图像处理算法提取有用的特征信息。
2. 激光雷达:激光雷达通过发射激光束并测量其返回时间,确定目标物体与传感器之间的距离。
激光雷达可以提供高精度的距离测量,并且对于目标物体的形状和结构可以提供详细的信息。
然而,激光雷达成本较高,因此在实际应用中通常与其他传感器共同使用。
3. 毫米波雷达:毫米波雷达利用电磁波产生目标物体的反射信号,并通过测量反射信号的延迟时间来确定目标物体的距离。
毫米波雷达具有较高的抗干扰能力,且在不同天气和光照条件下都能正常工作,因此在无人驾驶汽车中得到了广泛应用。
二、数据处理从视觉传感器中获取的原始数据需要经过一系列的处理过程,才能提取出有用的信息,供无人驾驶汽车做出驾驶决策。
1. 数据获取:无人驾驶汽车通过摄像头、激光雷达和毫米波雷达等传感器获取环境的数据。
这些数据包括图像、点云和雷达扫描数据等。
2. 数据校准:多个视觉传感器需要进行校准,以保证它们之间的数据一致性。
校准可以通过对传感器的内部参数和外部参数进行估计来实现。
3. 数据预处理:原始数据中可能存在噪声、失真和遮挡等问题,需要进行预处理。
例如,可以使用图像处理技术对图像进行去噪和增强,或者使用滤波算法对点云数据进行降噪。
4. 特征提取:通过图像处理和计算几何学等方法,从预处理的数据中提取有用的特征信息。
基于摄像头的智能车循迹方法【摘要】本文基于摄像头传感器设计并实现智能车自主循迹行驶。
采用摄像头传感器的信号采样模块获取赛道黑线信息,高效稳定的循迹算法使小车能够自主识别黑色引导线并根据黑色引导线实现快速稳定的寻线行驶。
【关键词】智能;传感器;pid一、前言智能车辆(intellignt vehicle-iv),又叫轮式移动机器人,是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统[1],它体现了自动控制、人工智能、传感技术、机械技术、计算机技术等多个学科领域理论技术的交叉和综合。
自主导航技术是智能车辆最为核心的技术;而基于视觉的自主导航技术是针对城市环境的智能车辆研究中极具前景的方向,是典型的高新技术综合体。
智能车辆致力于提高汽车的安全性、舒适性和提供优良的人车交互界面,是世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力。
美国交通部已开始一项五年计划,与美国通用汽车公司合作研发一种智能防撞系统。
1995年6月,nablab5进行了穿越美国陆地的实验nha,从美国宾州的匹兹堡到美国加州的圣地亚哥城市,其路程4587公里,其中自主驾驶部分占百分之九十七。
2003年,中国清华大学计算机系智能技术与系统国家重点实验室在中国科学院院士张钹带领下研究制作的智能移动车辆清华thmr-v [2]型智能车,具备面向全国高速公路与一般道路的功能。
车辆采用的是道奇7座车改装而成,装有激光测距仪器和彩色摄影机组成的路径与障碍物检测系统;由gps、光码盘和磁罗盘组成的组合gps导航系统等。
计算机系统进行视觉处理,完成路径规划、信息融合、决策与行为控制等诸多功能。
二、“飞思卡尔”智能车的发展(1)国外发展现状“飞思卡尔”杯智能车竞赛于2000年在韩国首次举办,韩国大学生智能模型车竞赛是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司赞助下成立举办的以飞思卡尔单片机为核心的学生科技竞赛。
由主办方提供标准的智能小车模型、直流驱动电机、舵机、可充电锂离子电池,参赛的队伍要制作一辆可以自主识别道路的智能车辆,在固定设计的道路上自动识别道路和自主行驶,跑完赛程用的时间最短,并结合技术论文评分名次较高的参赛队伍就是胜利队伍。
智能车摄像头模块智能汽车模糊控制摄像头采集赛道黑线信息是本系统赛道信息获取的主要途径,本章将从摄像头工作原理、图像采样电路设计、和采样程序流程图三个方面进行介绍。
8.1 摄像头工作原理摄像头常分为彩色和黑白两种摄像头,主要工作原理是:按一定的分辨率,以隔行扫描的方式采样图像上的点,当扫描到某点时,就通过图像传感芯片将该点处图像的灰度转换成与灰度成一一对应关系的电压值,然后将此电压值通过视频信号端输出。
在示波器上观察可知摄像头信号如图8.1所示。
摄像头连续地扫描图像上的一行,就输出一段连续的电压视频信号,该电压信号的高低起伏正反映了该行图像的灰度变化情况。
当扫描完一行,视频信号端就输出一低于最低视频信号电压的电平(如0.3V),并保持一段时间。
这样相当于,紧接着每行图像对应的电压信号之后会有一个电压“凹槽”,此“凹槽”叫做行同步脉冲,它是扫描换行的标志。
然后,跳过一行后(因为摄像头是隔行扫描的方式),开始扫描新的一行,如此下去,直到扫描完该场的视频信号,接着就会出现一段场消隐区。
此区中有若干个复合消隐脉冲(简称消隐脉冲),在这些消隐脉冲中,有个脉冲,它远宽于(即持续时间长于)其他的消隐脉冲,该消隐脉冲又称为场同步脉冲,它是扫描换场的标志。
场同步脉冲标志着新的一场的到来,不过,场消隐区恰好跨在上一场的结尾部分和下一场的开始部分,得等场消隐区过去,下一场的视频信号才真正到来。
摄像头每秒扫描25幅图像,每幅又分奇、偶两场,先奇场后偶场,故每秒扫描50 场图像。
奇场时只扫描图像中的奇数行,偶场时则只扫描偶数行。
8.2 图像采样电路设计在本次比赛中赛道仅由黑白两色组成,为了获得赛道特征,只需提取探测画面的灰度信息,而不必提取其色彩信息,所以本设计中采用黑白摄像头。
型号为:XB-2001B,分辨率为320*240。
为了有效地获取摄像头的视频信号,我们采用LM1881提取行同步脉冲,消隐脉冲和场同步脉冲,电路原理图8.2所示。
智能交通系统中的数据采集与处理方法智能交通系统作为现代城市交通管理的重要组成部分,通过采集、处理和分析大量交通数据,旨在提高道路交通效率、优化交通流量,并为驾驶员和行人提供更安全、便捷的出行体验。
在智能交通系统中,数据的采集和处理是实现其功能的核心步骤之一。
本文将介绍智能交通系统中常用的数据采集与处理方法,以帮助读者更好地了解智能交通系统的运作方式。
一、数据采集方法1. 传感器技术传感器技术是智能交通系统中常用的数据采集方法之一。
通过在道路、车辆和信号灯等地方布置各种传感器,可以实时地获取交通流量、车辆速度、道路状况、车辆数目等相关信息。
常用的传感器包括磁场传感器、红外传感器、摄像头传感器等。
这些传感器能够以高精度和高频率采集到各种交通数据,为智能交通系统提供可靠的输入信息。
2. 车载设备车载设备是另一种常用的数据采集方法。
通过在车辆上安装GPS定位设备、惯性传感器、摄像头等设备,可以实时地获取车辆位置、速度、加速度等信息。
车载设备的优势在于可以收集到具有个体特征的数据,如车辆的实时位置和行驶轨迹,这对交通管理和导航系统的优化具有重要意义。
3. 交通摄像头交通摄像头是智能交通系统中最为常见的数据采集设备之一。
通过在道路上设置高清摄像头,可以实时获取交通场景的图像和视频数据。
这些数据可以被用于车辆识别、交通流量统计、违章行为监测等用途。
利用图像处理和计算机视觉技术,可以从摄像头采集的画面中提取出车辆、行人等目标的位置、速度等信息,为智能交通系统提供更准确、全面的数据支持。
二、数据处理方法1. 数据清洗与过滤在数据采集阶段,由于各种原因,采集到的数据可能包含噪声、缺失值、异常值等问题。
因此,对采集到的数据进行清洗和过滤是十分必要的。
数据清洗和过滤的目标是去除无效的数据、修正错误的数据,并保证数据的准确性和完整性。
常用的数据清洗和过滤方法包括数据插补、数据平滑、异常值检测等。
2. 数据存储和管理在智能交通系统中,大量的数据需要进行存储和管理。
智能车模拟摄像头
图像采集方法详解
--By LastRitter
superyongzhe@
2009年11月16日
目录
目录 (2)
一、智能车程序的组成部分 (3)
二、采集方案选择 (4)
三、PAL信号格式 (5)
四、采集流程详解 (7)
五、部分源代码讲解 (11)
一、智能车程序的组成部分
基于CCD或者CMOS模拟摄像头的智能车程序主要包含以下部分:
--图像,速度,加速度等数据采集;
--数字图象处理,从图像中获取赛道信息;
--以赛道信息,速度,加速度等传感器数据为输入参数进行自动控制,有PID,棒棒,模糊控制等算法。
--调试模块,要能将车的行驶状态等数据显示出来,主要有串口,液晶。
最好还要有设置参数的按键,设计良好的调试模块能大大的加速我们的调试过程,不要觉得是浪费时间。
二、采集方案选择
对于摄像头图像采集,也可以用OV6620数字摄像头模块,或者使用高速外部AD进行采集。
而在这篇文章中我主要要讲的是使用PAL制式黑白摄像头和单片机片内部AD来进行图像采集。
另外根据摄像头的安装方式不同,也有旋转90度进行采集的。
对于整个程序的流程也有很多不同,有采完一幅图像后进行处理的,也有采集一行就进行处理的。
这都是大同小异的地方,我在这里只讲旋转了90度,同时是采集完整一副图像后再处理的方案。
之所以旋转90度是因为单片机速度的限制,纵向采集的点数比较多,横向的点数少的原因。
旋转后可以解决这个问题,但是付出的代价是只能一整幅图像采集完后才能进行图像处理,增加了时间延迟。
这是我当初选用的方案,但我现在并不建议使用这种方案,当车的速度很快时,这个时间延迟会很难以忍受的。
三、PAL信号格式
在采集图像之前,我们首先要知道摄像头输出信号的特性。
目前的模拟摄像头一般都是PAL制式的,输出的信号由复合同步信号,复合消隐信号和视频信号组成。
视频信号:真正的图像信号,对于黑白摄像头,图像越黑,电压越低,图像越白,电压越高。
在这里我们通过AD采集来得到亮度信号。
复合同步信号:用于控制电视机的电子枪对电子的偏转。
当电子枪收到行同步信号时,电子束就从上一行的最右端移动到下一行的最左端。
当电子枪收到场同步信号时就从屏幕的最右下角移到最左上角。
在这里我们需要用这个信号来控制采集像素的时序。
复合消隐信号:在图像换行和换场时电子枪回扫时不发射电子。
即收到复合同步信号后,电子枪要
换位置时是不能发射电子束的,这时候就由这个信号来消隐。
在这里我们完全不用理会这个信号。
由于人眼看到的图像大于等于24Hz时人才不会觉得图像闪烁,所以PAL制式输出的图像是
25Hz,即每秒钟有25幅画面,说的专业点就是每秒25帧,其中每一帧有625行。
但由于在早期电子技术还不发达时,电源不稳定,容易对电视信号进行干扰,而交流电源是50Hz所以,为了和电网兼容,同时由于25Hz时图像不稳定,所以后来工程师们把一副图像分成两场显示,对于一幅画面,一共有625行,但是电子枪先扫描奇数场1,3,5.....,然后再扫描2,4,6.....,所以这样的话,一副图像就变成了隔行扫描,每秒钟就有50场了。
其中具体的细节请参考这个网站:电视原理与系统
/zsb/zjx/zjx09/zjx09 0000.htm
只用看前面的黑白全电视信号和PAL制式就可以了(当然如果感兴趣可以全部看完)。
四、采集流程详解
通过上面的内容如果你对PAL制式信号了然于心,那么就可以开始图像的采集了,PAL输出的信号有复合同步信号,复合消隐信号和视频信号。
那么我们首先就是要从这三种信号中分理出复合同步信号,复合消隐信号和视频信号,以便我们对AD采样到的值进行存储,从而形成一幅画面。
具体如何分离,我们使用的是LM1881视频同步分离器件,具体的硬件连接请参看论坛内相关文章(论坛里有介绍LM1881的文章,自己搜吧,我不重复了),这里只给一个原理图。
分离出行场同步,奇偶场信号后,就把他们接到单片机的外部中断口,产生中断,在中断服务程序中对AD采集到的数据进行图像存储,从而形成一个二维数组的数字图像。
行场信号用来改变存储图像的二维数组的下标,当场信号到来时,就表明一幅图像存储完毕,要开始新一副图像了。
下面就说说图像采集编程方案,我使用的方案是在行中断中读取AD采样的灰度值,在场同步中交换图像采集和处理缓存指针,并对图像进行处理,然后控制小车,在主函数中只有初始化和键盘扫描和串
口输出函数。
这样做效率比较高,而且可以把调试和图像采集处理分开,编程起来比较方便。
假设存储图想的数组是image[x][y],采集处理流程如下:
在行中断中的示意代码如下(当然可以使用定时器定时AD采集):
wait();//等待消隐信号结束。
y=0;
for(i=0;i<一行采样点数:i++)
{
wait();//这个时间根据一行中要采样的点数确定。
image[x][y++]=ADResult;
}
x++;
在场中断中的示意代码如下:ImageProcess();//图像处理
AutoCntrol();//控制算法及电机控制。
x=0;
y=0;
以上代码并不代表是最优的写法,仅供参考。
大家遇到的还有一个很棘手的问题可能是AD 采样频率该设置多大呢?建议大家先通过PLL超频,然后把AD时钟频率设置的高点才行,板子做得好的话可以超到48M。
五、部分源代码讲解。