[发明专利]一种井下无人驾驶车辆的单目测距系统与方法

权利要求书

1.一种井下无人驾驶车辆的单目测距方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在车辆行驶路线中，通过传感器采集前向车辆图像，并自动识别检测框信息和所述前向车辆的类型信息；

S2，通过所述类型信息和所述检测框信息判断所述前向车辆的车辆位姿；

S3，根据所述车辆位姿求得所述前向车辆上与所述传感器的距离最近点在所述前向车辆图像中的像素坐标；

S4，将所述像素坐标带入单目几何测距模型得到所述最近点与所述传感器的测量距离，再将所述测量距离采用卡尔曼滤波算法进行预测更新得到车辆距离；

其中，所述类型信息包括：车身信息、车尾信息和轮毅信息，且分别与所述检测框信息一一对应。

2.根据权利要求1所述的一种井下无人驾驶车辆的单目测距方法，其特征在于，所述前向车辆图像通过所述传感器拍摄实时视频流中逐帧获得；

所述传感器安装在所述车辆的车头挡风玻璃处，且摄像采集面与所述车辆的行驶方向同向设置；

其中，所述传感器为红外相机。

3.根据权利要求1所述的一种井下无人驾驶车辆的单目测距方法，其特征在于，当检测到前方的车身信息时，判定前方有前向车辆，所述的判断所述前向车辆的车辆位姿的步骤，具体包括：

在只检测到车身信息，没有检测到车尾信息和轮毅信息时，判断此时所述前向车辆位于所述车辆的正前方；

在检测到车身信息和车尾信息，未检测到轮毂信息时，判断此时所述前向车辆位于所述车辆的正前方；

在同时检测到车身信息、车尾信息和一个轮毂信息时，判断此时所述前向车辆位于所述车辆的正前方；

在同时检测到车身信息、车尾信息和两个轮毂信息时，判断此时所述前向车辆位于所述车辆的侧前方。

4.根据权利要求3所述的一种井下无人驾驶车辆的单目测距方法，其特征在于，当判断此时所述前向车辆位于所述车辆的侧前方时，获取两个车轮的检测框信息的底端中点的像素坐标p₁(x₁,y₁),p₂(x₂,y₂)；

当(x₁-x₂)(y₁-y₂)0时，判定此时车辆在左前方；

当(x₁-x₂)(y₁-y₂)0时，判定此时车辆在右前方。

5.根据权利要求4所述的一种井下无人驾驶车辆的单目测距方法，其特征在于，设所述最近点的像素坐标为A(x_a,y_a)，所述S3具体包括：

当所述前向车辆位于所述车辆的正前方时，获取所述车身信息的所述检测框信息的底端中点位置的像素坐标为最近点A的像素坐标；

当所述前向车辆位于所述车辆的侧前方时，获取此时所述车尾信息的所述检测框信息的右下角或左下角像素坐标Q(x_q,y_q)，此时p₁、p₂所在直线为：

求得最近点A的坐标为

6.根据权利要求5所述的一种井下无人驾驶车辆的单目测距方法，其特征在于，所述S4中，将最近点A(x_a,y_a)的像素坐标带入单目几何测距模型，则可得出下述公式：

h为所述传感器距地面的高度；γ是所述传感器的俯视角；y_a是所述前向车辆离传感器最近点在图像的像素坐标中的纵向坐标；v₀、f_v是摄像机内部参数，v₀为主点对应的像素纵坐标，f_v是使用像素来描述y轴方向焦距的长度，可通过张正友标定法标定获得；d为所求距离。