基于背景建模和双目视觉的车辆限高方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108491810A(43)申请公布日2018.09.04(21)申请号201810265169.8G06T5/00(2006.01)(22)申请日2018.03.28(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学(72)发明人杨光义王子桥彭鑫港蔡静宜孙经纬(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人张火春(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)G06T7/60(2017.01)G06T7/13(2017.01)G06T7/33(2017.01)权利要求书3页说明书8页附图1页(54)发明名称基于背景建模和双目视觉的车辆限高方法及系统(57)摘要本发明公开了基于背景建模和双目视觉的车辆限高方法及系统，所述的车辆限高方法包括：步骤一，对采集的双目视觉图像进行双目校正；步骤二，对基准图像建立并更新背景模型，并从基准图像中提取车体运动前景；步骤三，对车体运动前景的图像依次进行阴影检测以及形态学消噪处理；步骤四，提取车体轮廓，获得车体的最高像素点和最低像素点的位置信息；步骤五，在双目视觉图像中进行特征点匹配，从而获得最高像素点和最低像素点的视差信息；步骤六，基于双目视觉几何原理，计算车体高度；步骤七，当车体高度大于高度上限阈值时，发出警报。本发明操作简单，速度高，适应性强，一旦目标车辆进入双目成像区域，即可实现实时的高度检测。CN108491810ACN108491810A权利要求书1/3页1.基于背景建模和双目视觉的车辆限高方法，其特征是，包括：步骤一，对采集的双目视觉图像进行双目校正，使左视图和右视图水平对准；步骤二，任选双目视觉图像中一视图作为基准图像，另一视图作为待匹配图像，对基准图像建立并更新背景模型，并从基准图像中提取车体运动前景；步骤三，对车体运动前景的图像依次进行阴影检测并消除阴影、以及形态学消噪处理，获得车体前景轮廓；步骤四，提取车体轮廓，获得车体的最高像素点和最低像素点的位置信息，其中，位置信息指最高像素点和最低像素点在基准图像的图像像素坐标系下的坐标；步骤五，在步骤一双目校正后的双目视觉图像中进行特征点匹配，从而获得最高像素点和其在待匹配图像中的匹配点、以及最低像素点和其在待匹配图像中的匹配点的视差信息；步骤六，根据最高像素点和最低像素点的位置信息以及视差信息，基于双目视觉几何原理，计算车体高度；步骤七，当车体高度大于高度上限阈值时，发出警报。2.如权利要求1所述的基于背景建模和双目视觉的车辆限高方法，其特征是：双目视觉图像利用双目视觉三维测量装置采集，所述的双目视觉三维测量装置包括水平设置的双目摄像头，且双目摄像头的相机坐标系Y轴垂直水平面。3.如权利要求2所述的基于背景建模和双目视觉的车辆限高方法，其特征是：步骤一中，所述的对采集的双目视觉图像进行双目校正，进一步包括：子步骤110，对双目摄像头分别进行单目标定，获得各单目摄像头的内参数矩阵、外参数矩阵和畸变系数；子步骤120，利用外参数矩阵对双目摄像头进行立体标定和立体校正，并获得反映双目摄像头间位置关系的结构参数；子步骤130，利用内参数矩阵、外参数矩阵、畸变系数和结构参数，基于单目摄像头间的几何位置关系，对双目视觉图像进行矫正，使左视图和右视图水平对准。4.如权利要求1所述的基于背景建模和双目视觉的车辆限高方法，其特征是：步骤二中，采用ViBe法对基准图像建立并更新背景模型，进一步包括：子步骤210，对基准图像中每个像素点x均建立一背景样本集；子步骤220，初始化像素点x的背景样本集，具体为：第一帧基准图像中随机选取像素点x的若干邻居像素点，以邻居像素点在RGB颜色空间的像素值初始化像素点x的背景样本集；子步骤230，根据像素点x的像素值与其当前背景样本集中各背景样本的距离，判断像素点x为背景点还是运动前景点；所述的判断像素点x为背景点还是运动前景点，具体为：将距离与门限距离R比较，若与像素点x像素值的距离不大于R的背景样本数达到门限值#min，则像素点x视为背景点，否则视为运动前景点；门限距离R和门限值#min均通过多次重复试验确定；子步骤240，当像素点x被判断为背景点时，更新像素点x的当前背景样本集以及像素点x的一随机邻居像素点的当前背景样本集；子步骤250，当像素点x被判断为运动前景点，则进行计数；一旦像素点x在连续n帧基准2CN108491810A权利要求书2/3页图像中均被判断为运动前景点，则更新像素点x的当前背景样本集；n值根据试验确定；子步骤260，对每一帧基准图像逐帧执行子步骤230～250，以实现背景模型的实时更新。5.如权利要求4所述的基于背景建模和双目视觉的车辆限高方法，其特征是：