
Joumal of Computer Applications
计算机应用,
2014
,
34( 6) : 1762 - 1764, 1773
ISSN 1001-9081
CODEN JYIIDU
2014-06-10
http://www.joca.cn
文章编号
;1001-9081(2014)06-1762-03
doi; 10.
11772/j.
issn.
1001-908
1.
2014.
06.1762
基于三目视觉系统的车辆导引方法
王军
1
,
2
柳红岩
1
•
(1
苏州科技学院电子与信息工程学院,江苏苏州
215000;
2.
中国科学院大学,北京
10
∞
49)
(
*通信作者电子邮箱
522096420@
qq.
com)
摘
要:为使车辆在非结构化地形环境中实现自动导引,提出一种基于二目立体视觉系统的自适应地形分类方
法。该地形分类方法利用三目视觉系统采集地形的几何信息与颜色信息,方法中的几何分类器通过分析采集的数据
对地形进行初步分类,而颜色分类器则在几何分类器的基础上对不同地形进行颜色标泣。分类过程中,为使车辆能
够有效地适应变化的地形环境,需根据分类所得新数据实时史新房、有分类数据。该地形分类方法最终把可行驶的地
面和不可行驶的任何地形作出分类并用不同颜色标泣。从实验结果可看出,该方法可对实验中三目立体视觉系统所
拍摄的地形作出准确分类。
关键词:自动引导;三目立体视觉系统;自适应分类;地形分类方法
中图分类号:
TP183
文献标志码
:A
Vehicle navigation method based on trinocular vision
WANG
Jun
1
, 2 ,
LIU
Hongyan
1
*
(1. College
of
Electronic and
1.
呐
rTTUL
twn
Engineering,
S
旧
hou
University
of
Sc
町
nce
and
Technology, Suzhou Jiangsu 215000, China;
2. University
of
Chinese Academy
of
Scienc
白
,
Beiji
昭
100049
,
China)
Abslracl:
A classification method based on trinocular stereovision, which consisted of geometrical classifier and color
classifier
, was proposed
to
autonomously guide vehicles on unstructured terrain. In this method, rich
3D
data which were
taken
by
stereovision system included range and color information of the surrounding environment. Then the geometrical
classifier was used
to
detect the broad class of ground according
to
the collected data, and the color classifier was adopted
to
label ground subclasses with different colors. During the classifying stage, the new classification data needed
to
be updated
continuously
to
make the vehicle adapt
to
variable
surτ
'O
unding
environment.
Two
broad categories of terrain what vehicles can
drive and can not drive were marked with different colors
by
using the classification method. The experimental results show
that the classification method can make an accurate classification of the terrain taken
by
trinocular stereovision system.
Key
words:
automatic guiding; trinocular stereovision system; self-leaming classification; terrain classification method
0
引言
设计车辆自动识别系统,使车辆能分辨可行驶地面、障碍
物和其他各种不同的地形,则有可能实现车辆自动引导。但
是在一些非结构化环境中,由于缺乏高结构化元素,车辆不能
明确分辨出可行驶地面和不可行驶地面。在国内外对这方面
的研究有很多,
2004
年两架火星探测车登陆火星,火星探测
车在火星上探索并收集火星数据。但探测车在行驶过程中由
监测者认真地监视和控制,并没有实现火星探测车的自动引
导
[2]
2005
年的
DARPA
国际挑战赛,车辆需在沙漠场地上
自动行驶
212
km
,每辆参赛车只能沿一段固定的路线行驶。
这些车辆也没有实现自动引导,原因是这些参赛车无法在任
意路面上行驶,对行驶路面有很大的局限性
[3]
。在先前对车
辆自动引导系统开发的基础上,本文提出一种新的方法,能够
使车辆自动对地形进行分类,实现车辆自动导引。该方法利
用三目立体视觉系统采集地形表面
3D
数据,通过几何分类
器和颜色分类器相互配合完成对地形的分类。三目立体视觉
系统把采集到的地形表面
3D
数据映射到每个相同面积的地
形块中,利用多传感器数据融合技术
[4]
提取每个地形块中的
地形表面几何特征。几何分类器利用所提取的几何特征对每
个地形块进行标注,分类器可在训练阶段自动把数据的几何
外型和地面标签
[5]
(可行驶地面标签与不可行驶地面标签)
相联系,当接收到新的地形几何特征时,几何分类器基于已得
的分类结果作出预测进而得到新的地形分类。颜色分类器利
用颜色数据区分可行驶地形中的地形子类。随着车辆行驶,
由于三目立体视觉系统所采集的地形表面
3D
数据不断更
新,所以整个系统需实时更新地形模型得到新的地面标签。
1
三目立体摄像原理
在此地形分类方法中首先需采集地形表面
3D
信息,实
验中,采用三目立体视觉系统拍摄地面并提取
3D
信息。三
目立体视觉系统的
3
个摄像机沿同一个方向放置,并且放置
距离相同。如图
1
所示,
Cl
代表左边摄像机,
C2
代表中间摄
像机,
C3
代表右边摄像机。三目立体视觉系统具有一个窄基
线和一个宽基线,窄基线为使用左侧和中间摄像机的
0.12
m
的基线,宽基线为使用左侧和右侧摄像机的
0.24
m
的基线。
收稿日期
;2013-12-25
;修回日期
;2014-02-18
。
基金项目:江苏省青年科学基金资助项目
(SB
K2
01242850)
。
作者简介:王军(1
979
- )
,男,江苏徐州人,副教授,博士,主要研究方向:光电检测;
柳红岩(1
990
- )
,女,山西晋中人,硕士研究生,主要
研究方向:光电信息、数字图像处理。