智能汽车测控技术 课件 第3章-第5讲 视觉传感器

智能汽车测控技术

第5讲视觉传感器1.定义视觉传感器又称为摄像机，是将二维光强分布的光学图像转变成一维时序电信号的传感器。视觉传感器具有广泛的用途，如多媒体手机、网络摄像、数码相机、机器人视觉导航、生物医学像素分析、工业检测等。这些不同的应用均是基于视觉图像传感技术。第5讲视觉传感器1.定义视觉传感器在智能网联汽车或无人驾驶汽车上是以摄像机形式出现的，搭载先进的人工智能算法，便于目标检测和图像处理。自动驾驶中常用的摄像机如图所示，包含单目摄像机、双目摄像机和环视摄像机三种。第5讲视觉传感器1.定义1.单目摄像机单目摄像机一般安装在前挡风玻璃上，用于探测车辆前方环境，识别道路、车辆、行人等。先通过图像匹配进行目标识别（各种车型、行人、物体等），再通过目标在图像中的大小去估算目标距离。第5讲视觉传感器1.定义2.双目摄像机双目摄像机是通过对两幅图像视差的计算，直接对前方景物进行距离测量，而无须判断前方出现的是什么类型的障碍物。依靠两个平行布置的摄像头产生的视差，找到同一个物体所有的点，依赖精确的三角测距，就能够算出摄像头与前方障碍物的距离，实现更高的识别精度和更远的探测范围。第5讲视觉传感器1.定义3.环视摄像机

环视自主泊车时的库位线识别第5讲视觉传感器2.组成视觉传感器主要由光源、镜头、图像传感器、模/数转换器、图像处理器、图像存储器等组成，其主要功能是获取足够的机器视觉系统要处理的原始图像。第5讲视觉传感器3.特点视觉传感器具有以下特点：（1）信息量极为丰富：不仅包含有视野内物体的距离信息，而且还有该物体的颜色、纹理、深度和形状等信息（2）多任务检测：在视野范围内可同时实现道路检测、车辆检测、行人检测、交通标志检测、交通信号灯检测等（3）实时获取场景信息：提供的信息不依赖于先验知识，比如GPS导航依赖地图信息，有较强的适应环境的能力第5讲视觉传感器3.特点（4）应用广泛：可以前视、后视、侧视、内视等第5讲视觉传感器4.要求智能网联汽车使用的视觉传感器比工业级别的视觉传感器要求更高，主要表现为以下三个方面：

第5讲视觉传感器4.要求（2）功能要求差异。车载摄像头要保证在复杂的运动路况环境下也能采集到稳定的数据。①高动态。在较暗环境以及明暗差异较大情况下仍能实现识别，要求摄像头CCD或CMOS具有高动态的特性。②像素要求。摄像头的像素越高，芯片的处理负担越大，二者之间应合理匹配。③角度要求。对于环视和后视，一般采用135°以上的广角镜头，前置摄像头对视距要求更大，一般采用55°的范围第5讲视觉传感器4.要求（3）认证要求高。汽车行业把安全放在第一位，倾向于使用有口碑的零部件厂商，进入车厂体系需要较长的认证周期。

第5讲视觉传感器5.主要指标主要技术指标（1）像素：像素越多，代表着它能够感测到更多的物体细节，从而图像就越清晰（2）帧率：帧率代表单位时间所记录或播放的图片的数量（3）靶面尺寸：就是图像传感器感光部分的大小。一般用英寸来表示，通常这个数据指的是这个图像传感器的对角线长度，如常见的有1/3英寸，靶面越大，意味着通光量越好，而靶面越小则比较容易获得更大的景深。第5讲视觉传感器5.主要指标主要技术指标（4）感光度：代表入射光线的强弱。感光度越高，感光面对光的敏感度就越强，快门速度就越高。（5）信噪比：是信号电压对于噪声电压的比值，典型值为45～55dB，信噪比越大说明对噪声的控制越好。第5讲视觉传感器6.标定摄像头的标定第5讲视觉传感器6.标定摄像头的标定在图像测量过程以及机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立视觉传感器成像的几何模型，这些几何模型参数就是视觉传感器参数，求解过程就是视觉传感器的标定。视觉传感器标定的坐标转换如图所示：

第5讲视觉传感器6.标定摄像头的标定

像素坐标系与图像物理坐标系的转换第5讲视觉传感器6.标定摄像头的标定

像素坐标系与图像物理坐标系的转换第5讲视觉传感器6.标定摄像头的标定世界坐标系与图像坐标系的关系如图所示:

第5讲视觉传感器6.标定摄像头的标定

第5讲视觉传感器6.标定摄像头的标定

第5讲视觉传感器本章小结本章主要介绍了智能汽车的先进传感器技术，系统地论述了四种先进传感器（超声