基于单目视觉和嵌入式系统的车辆目标检测及测距研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gaochuwuyu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在5G和人工智能不断发展的科技背景和人民对美好生活的不断向往的时代背景之下,发展自动驾驶技术的智能交通体系是必然趋势,但自动驾驶技术是一个庞大的系统科学,实现自动驾驶也不是一步到位的。其中一个重要课题就是感知道路中路况信息,获取前方车辆目标的位置和距离。由于车辆行驶场景快速变化,使单目视觉车辆目标检测及测距依然具有不确定性;而且嵌入式平台在深度学习运算中存在实时性和准确性难以两全的矛盾,对于车辆安全来说,提高车辆目标检测和测距的精度及效率是一个长久的问题和挑战。本文主要针对车辆目标检测和测距,研究了基于深度学习的车辆目标检测算法和基于单目视觉车辆目标测距的算法,给出了相应的改进算法,并对嵌入式硬件平台上的编解码展开研究。最终目的是实现车辆目标检测和测距算法运行在嵌入式系统,准确检测车辆,精确计算车距,画面流畅播放。主要工作分以下三个部分:(1)车辆目标检测。在对通用目标检测算法理论分析和验证实验的基础上,为满足嵌入式平台的使用要求,选取了基于深度学习一步法YOLOv3-tiny算法作为基础算法。在此算法上增加一个上采样层,以提升对小目标车辆的检测;增加残差网络,提升检测准确性;重新聚类Anchor以增强相关度,优化训练;改进损失函数以降低训练参数,简化训练过程。改进后的E-YOLOv3-Vehicle-Res车辆目标检测算法在TX2上的检测速度达到26FPS,平均精度AP达到83.9%,相比于YOLOv3-tiny,在保证效率的前提下,提高了检测精度,且适用于嵌入式系统平台。(2)车辆目标测距。在建立基于单目视觉几何测距模型基础上,分析了该测距模型产生误差的原因,通过运用道路消失点检测的方式,估算姿态角,修正单目视觉几何测距误差,解决了相机姿态角变化对测距的影响。改进后的修正相机姿态角的单目视觉几何测距算法,在一定距离范围内相对误差控制在7%以内,比改进前测距方法测距相对误差降低了约50%,有效降低了测距误差且适用于车载平台。(3)嵌入式系统移植和硬编码。采用NVIDIA Jetson TX2平台完成硬件和软件设计,实现了E-YOLOv3-Vehicle-Res车辆目标检测算法和修正相机姿态角的单目视觉几何车辆测距算法的移植;完成了基于TX2的硬编码、推拉流和软解码的相关开发。每帧视频画面延迟降低到43ms,本文测试软编码延迟在200ms以上,解决了视频图像卡顿问题,大大降低了延迟。实车实验中整个系统准确检测前方车辆目标,框选位置;精确测量车距;嵌入式平台能流畅播放实时处理画面,未出现明显卡顿和延迟。在一定程度上完成了基于单目视觉和嵌入式系统的车辆目标检测和测距研究。
其他文献
自动化系统能力的提高给月球车人机协作带来了新的挑战,为了开发支持这种协作安全有效进行的人-自动化系统、提高协同作业效能,有必要针对月球车人-自动化协同任务效能的影响因素开展研究。本文识别了影响月球车人-自动化协同任务效能的人因设计要素,研究了设计要素对协同任务效能的影响程度,并且筛选了关键设计要素。本文完成的主要工作如下:(1)识别了月球车人-自动化协同任务效能的影响因素和评估指标。开展了月球车人
吸附蓄热技术是目前正在进行大量的研究和开发的一项新技术,是一种新型能源利用方式。与显热蓄热和潜热蓄热相比,吸附蓄热能够更便捷、更紧凑、更高效地储存能量,即使储能时间较长,热损失也可忽略不计,且储存能量密度较高。吸附蓄热采用吸附工质对在吸附/脱附交替循环过程中进行能量储存和转化,实现太阳能、工业废热余热等能量的储存。传统的低温储热罐大多采用液体显热储热方式,储热密度较低。为了提高储能密度和改善蓄/放
大多数城市地区人口增长导致城市固体废物产生量增加,这给建立可作为垃圾掩埋场的区域带来了挑战。结果,使用了废物转运站。马拉喀什市尽管拥有精心设计和管理的垃圾掩埋场,但仍面临着从代发点到最终处置场的废物收集难题。因此,在本文中,我建议采用一种多准则方法,考虑到环境,经济和政治限制,允许选择生活垃圾的转运点地点,并采用摩洛哥的主要法律,包括28.00号摩洛哥法律。选择的方法基于以下三个阶段:(1)对环境
网络技术的飞速发展使传统互联网体系越来越难满足多样化的数据传输需求,研究人员积极寻求新型网络结构设计,先后提出了网络功能虚拟化、软件定义网络、智融标识网络等解决方案。然而,当前应用可编程网络技术实现新网络体系落地,存在调试难度大、带宽转发性能受限等研究挑战和问题。因此,本文设计了基于数据平面加速开发套件(Data Plane Development Kit,DPDK)的智融标识网络数据转发机制,结
土石混合体作为一种常见的工程材料,广泛出现在地基工程中,由于其组分多变,尺寸较大,导致针对土石体的探测手段较为缺乏且效果较差。而探地雷达具有高效、无损、精度高的特点,非常适合大面积土石体场地的全面勘察。但长期以来,针对土石体电磁特性的研究不足,导致探地雷达探测土石体厚度、含水率、粒径等指标误差较大。为进一步发挥探地雷达在土石体探测中的作用,减小探测误差,本文依据土石混合体空间分布特征、土石混合体介
在高速公路路旁部署雷达,对车辆进行识别、检测和跟踪是高速公路收缴通行费用的重要技术保障。随着高速公路的快速发展和车流量持续的增长,要实现雷达对多目标快速准确的识别检测,就对雷达的信号处理速度提出更高要求。本论文针对雷达信号处理过程中大量使用到的快速傅里叶变换算法和矩阵奇异值分解算法,基于AI加速卡进行算法研究、仿真,并使用适配AI加速卡的方式对这两种算法的高速并行化算子进行设计与实现。针对高速并行
直流微网内部存在大量的电力电子变换器,运行时缺少惯性和阻尼,容易引起母线电压波动与振荡,甚至造成系统失稳。针对该问题,在储能变换器的控制中引入虚拟直流电机(Virtual DC Machine,VDCM),可为系统注入惯性和阻尼,但是变换器中内置的单一不变的惯性和阻尼参数并不完全适合微网多变的运行工况。因此,本文主要围绕直流微网功率协调控制展开研究,对一次控制、二次控制以及考虑动稳态性能与稳定性的
由于具备阻尼连续可调、可靠性高、功耗低、响应速度快的特点,磁流变半主动悬架成为了近年来汽车行业的一个研究热点。当汽车在不平路面上行驶时,四个车轮受到的路面激励不同,车身会发生俯仰、侧倾及垂向振动。通过对磁流变阻尼器的阻尼进行控制,车身的振动便可得到大幅度衰减,但是车身的振动是相互耦合的,需要对四个减振器进行协调控制才能使车身振动得到抑制。本研究提出了粒子群(PSO)优化的SH-ADD算法——PSO
随着社会经济水平的提高,各种大型商业建筑、交通枢纽等基础设施向着综合、高效、立体的目标发展。大型步行设施的建设使社会组织活动成本降低、人群聚集更加便捷,造成了生活中普遍的群聚现象。人群高度聚集场所对人员管理要求极高,一旦发生地震、火灾等意外事件,进行紧急、高效的人员疏散是保障人员安全的基本前提。紧急疏散过程中人员规模较大、行人恐慌以及管理不当等因素极易导致在疏散瓶颈附近发生拥挤踩踏事件。由于拥挤踩
当前,个性定制化市场需求日益凸显,要求生产系统具备更强的柔性。模块化生产系统(Modular Production System,MPS)模式作为提升企业生产柔性的一种重要方式,从提出后便得到行业广泛研究与应用。近几年,新一代信息通讯技术使得制造资源实现了解耦化与分散化管控等多种智能特性,生产系统的模块化与信息物理融合特性更加凸显,传统以物理系统为核心的重构模式已经不能满足新特性下的MPS重构需求