[发明专利]一种基于路侧单目视觉的障碍物空间坐标边缘计算方法

说明书

本发明涉及一种基于路侧单目视觉的障碍物空间坐标边缘计算方法，具体包括以下步骤：S1、根据摄像机的位置信息进行场景标定，获取摄像机拍摄的图片信息和障碍物的位置信息；S2、根据摄像机拍摄的图片信息，分别建立像素坐标系和局部平面坐标系，根据障碍物的位置信息计算得到障碍物对应的像素坐标，并转换为局部平面坐标；S3、将障碍物的局部平面坐标转换为世界平面坐标；S4、将障碍物的世界平面坐标转换为地理坐标，并将地理坐标发送至智能网联公交的控制器。与现有技术相比，本发明具有实现准确的障碍物位置提醒以及行人预警，提高智能网联公交在行车过程中的安全性等优点。

技术领域

本发明涉及智能网联公交技术领域，尤其是涉及一种基于路侧单目视觉的障碍物空间坐标边缘计算方法。

背景技术

目前常用的视觉测量技术包括单目视觉测量、双目视觉测量和结构光视觉测量。双目视觉通过对多台摄像机进行信息融合可以达到较高的精度，但是其结构较为复杂、且测量时间较长。结构光视觉测量抗干扰能力强、实时性好，但测量系统标定比较困难。单目视觉技术仅需一台视觉传感器，具有结构简单、便于移动、数据采集迅速等优点，属于一种非接触式测量技术，其在物点坐标测量方面已经具有广泛的应用。

基于单目视觉的坐标转换通常包含四个坐标系：地理坐标系，世界平面坐标系，局部平面坐标系以及像素坐标系。地理坐标系就是用经线(子午线)、纬线、经度、纬度表示地面点位的球面坐标。世界平面坐标系在二维平面中进行定义。为了实际需要，在地球椭球面和平面之间建立函数关系，将地理坐标转换为平面坐标，最常用的投影坐标系为高斯投影坐标系，单位为米。局部平面坐标系为实际物体所在的平面坐标系，以摄像机所在位置为原点，单位为米，局部平面坐标系和世界平面坐标系可以通过平移旋转进行互相转化。像素坐标系指的是根据摄像机所拍摄的图片所构建的坐标系，原点可以任意指定图片中某点，单位为像素。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于路侧单目视觉的障碍物空间坐标边缘计算方法，针对智能网联公交运行场景，构建映射模型，将摄像头所采集到的图片中的障碍物的像素坐标转换地理坐标系，即经纬度。将此点为经纬度传输给智能网联公交车，以实现障碍物位置提醒以及行人预警，提高智能网联公交在行车过程中的安全性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于路侧单目视觉的障碍物空间坐标边缘计算方法，具体包括以下步骤：

S1、根据摄像机的位置信息进行场景标定，获取摄像机拍摄的图片信息和障碍物的位置信息；

S2、根据摄像机拍摄的图片信息，分别建立像素坐标系和局部平面坐标系，根据障碍物的位置信息计算得到障碍物对应的像素坐标，并转换为局部平面坐标；

S3、将障碍物的局部平面坐标转换为世界平面坐标；

S4、将障碍物的世界平面坐标转换为地理坐标，并将所述地理坐标发送至智能网联公交的控制器，控制器根据障碍物的地理坐标控制智能网联公交进行避障。

所述步骤S1中的场景标定包括摄像机位置标定和特征点位置标定，所述特征点位置标定的过程包括在摄像机监控范围内的平面上，选取等间距的多个特征点，获取特征点的经纬度；摄像机位置标定具体包括以下步骤：

S11、定位摄像机的经纬度，由于世界平面坐标系以正北方向为y轴方向，因此需要获取摄像机与正北方向的夹角θ；

S12、获取摄像机的高度、摄像机所拍摄图像最近点与摄像机的水平距离以及摄像机监控范围的实际距离。

所述步骤S2中建立像素坐标系的过程包括以摄像机拍摄的图片信息的下游水平线为x轴，以水平线中点为原点构建像素坐标系，单位为像素；建立局部平面坐标系的过程包括以摄像头为原点，与像素坐标系x轴平行的水平线为x轴，构建局部平面坐标系，单位为米。