基于数字图像处理技术的汽车倒车影像分析的研究

1.1 课题背景、目的与意义 随着我国经济社会的快速发展和人民生活水平的提高，汽车已经成为人们生活中的一个重要部分。现在越来越多的中国家庭开始拥有自己的轿车。但是随着汽车数量和驾驶新手的逐渐增加也引发了一系列的问题。其中，由倒车引发的剐蹭纠纷问题也在呈现逐年递增的趋势。尽管汽车都安装有后视镜，但是不可避免的都存在一个盲区，这就使得利用先进的计算机传感技术、测量技术和显示技术研制一款仪器帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，以提高倒车的安全性提上了同程。 本设计的正是基于现代汽车的倒车系统可视化的前提下，分析找到目标障碍物，并且根据障碍物距离车体的距离不同，给予驾驶员不同程度的提示，可以更准确直观的协助驾驶员判断障碍物的大小是否可以对倒车照成阻碍，是否影响倒车时自身、他人以及汽车的安全。 1.2 国内外现状 汽车倒车影像系统，经过多年的发展，从简单的倒车雷达系统到可视倒车影像系统，已经实现了从原来光听声音来辨别到视频可视化，无论从性能上，直观上，还是使用效果上，都是步入了历史性的实破，不管从结构和外观上，还是从性能价格上，如今的倒车影像系统产品都各有特点，　该系统让倒车时，车后的状况更加直观可视，对于倒车安全来说是非常实用的配置之一。当挂倒车挡时，该系统会自动接通位于车尾的高清倒车摄像头，将车后状况清晰的显示于液晶显示屏上，让你准确把握后方路况，倒车亦如前进般自如、自信。显然，倒车影像监视系统比起全方位的倒车雷达更加直观和实用。倒车雷达是依靠回音探测距离并以通过不同频率的声音进行提示的，但光凭声音提示显然没有视觉来得直观，而且对声音的判断也必然会存在误差。 汽车倒车影像系统， 采用远红外线广角摄像装置安装在车后，通过车内的显示屏，清晰可见车后的障碍物。即使在晚上通过红外线也能看得一清二楚。专业车载探头防磁、防震、防水、防尘性能有进一步提升。车载显示器采用TFT真彩，经过防磁处理无信号干扰、无频闪。同时可接收两个视频，能够播放VCD，DVD，不用解码器。同时具有倒车可视自动水平转换，自动开关功能。仪表台、内视镜式显示器通过车后的车载摄像头可将后面的信息清晰显示。 目前，辅助倒车领域主要有两种技术：倒车雷达和后视摄像。 倒车雷达通常由超声波(探头)、控制器、显示器或报警器(蜂鸣器)等部分组成。当驾驶员换到倒车档位(R)时，倒车雷达自动开启，在控制器的控制下，由传感器(探头)发射超声波信号，当遇到障碍物后，就会有回波信号返回，传感器(探头)接收到回波信号后传到控制器，经过控制器的数据处理后可以计算出汽车与障碍物之间的距离，然后根据距离的远近不同发出警示信号(显示器显示，或者声音报警)，从而使驾驶者不至于撞上障碍物…。后视摄像技术则是通过安装在车尾的摄像头将汽车的后部图像传送至车内的显示器上，摄像头的开关与换挡器的R档位信号相连，一旦汽车挂上倒档系统开始工作，显示器上实时显示出车后的图像信息，可以帮助驾驶员避免倒车雷达不能感知地形变化而造成的误操作。 将来的发展方向将向着更加直观，更加真实，更容易使驾驶员判断的可视化倒车系统发展。 1.3 研究（设计）内容 本设计主要是希望将超声波测距与汽车后视摄像相结合，让驾驶员在泊车或倒车时可以通过安装在汽车遮阳板上的多功能显示器，清晰的看清楚汽车后部的情况；另外再加上语音报距。这样就可以大大提高倒车和泊车的效率和安全性。涉及的主要内容有数字图像处理、视频显示、超声波测距和语音报距。 在硬件支持的前提下，汽车倒车摄像头，采集图像，到车载显示器上显示，系统定时采集图像，利用计算机图像处理，进行预处理，目标识别，以及图像分割等，最后计算出目标距离车的距离，根据不同距离，提示驾驶员，辅助驾驶员更准确的判断目标对于倒车时是否照成阻碍。 首先，我应该认真了解下这个设计所支持的平台。例如汽车倒车雷达、控制器以及报警器等等，再有就是认真查阅学习计算机图像处理方面的书籍资料，着重学习图像预处理，在图像中的目标识别，涉及到目标特征提取的知识，再有就是图像分割技术。 其次，要精通一门编程语言，例如c语言，或者是matlab，在计算机上编程，用模拟软件模拟查看设计的成果。 2. 设计方案论证（可行性研究） 定时截取摄像头的图像，对图像做预处理，然后分割图像成小的模块，测定每个模块代表的区域大小，然后，对在图像中的物体做判断，是否影响到倒车时的安全问题，如果不影响，则忽略此物体，不予提示。如果影响到汽车倒车，并且已经进入到危险区域，则提示驾驶员，此物体距离车的距离，以便驾驶员能过更准确的判断。 主要是在C语言环境或者是Matlab编译环境下，进行编程，前期查阅一些图像处理方面的资料，了解C语言以及Matlab编译语言在图像处理方面的具体应用例子，在了解以上知识的前提下，自己动手编程实现。 如果有硬件支持，下载到硬件里，实验验证。