基于立體視覺的交叉路口對向車輛運動狀態估計*

舒方林 張海波 曹文冠

（上海工程技術大學機械與汽車工程學院 上海 201600）

1 引言

高級輔助駕駛系統目的是在復雜的架勢環境中為駕駛員提供精確的路面信息，從而預先讓駕駛員能夠在最短時間內察覺到潛在的危險。快速、準確地檢測出車輛前方運動目標位置以及它們相對于自身車輛的運動狀態，是此類系統的重要基礎之一。以往許多有關于此類系統中車輛的檢測與跟蹤大多采用毫米波雷達、激光雷達等傳感器，但鑒于立體視覺傳感器具有非接觸性、抗干擾以及被動性的優點，立體視覺傳感器逐漸被應用到高級輔助駕駛系統中，例如障礙物檢測、車道線識別和交通標志識別［1～5］等。國內外也有許多學者提出了許多基于立體視覺的運動目標運動狀態估計方法。文獻［6］是最早解決這個問題的著作之一，文獻中Young 等利用運動模型的擴展卡爾曼濾波器通過對一組點的三維位置的噪聲觀測，估計出這些點的運動參數。文獻［7］中研究了利用標定的立體視覺裝置計算剛體運動的三維路徑問題，在立體視圖中對運動目標的特征點進行檢測與跟蹤，并利用相似三角形原理計算特征點的三維位置。文獻［8］通過立體視覺估計迎面而來車輛的運動，使用擴展卡爾曼濾波器跟蹤車輛特征點云，進而估計出目標車輛的運動狀態，包括車輛的速度、加速度以及偏航率。文獻［9］提出了一種利用立體視覺估計月球車運動狀態的算法，該算法提取圖像的SIFT 特征點并建立相應幀間的對應關系，由此估計月球車的運動參數。……