[发明专利]一种基于双目高速相机的前车状态估算方法及系统

权利要求书

1.一种基于双目高速相机的前车状态估算方法，其特征在于，包括：

将双目相机平行固定安装于后视镜处，对双目相机进行标定，获取相机内参矩阵、畸变参数和相机基线长度；

获取同步的左右目相机图像，根据内参矩阵、畸变参数对左右目图像进行去畸变处理；

通过目标检测算法获取首帧左右目图像中各自目标框初始位置，通过目标追踪算法获得下一帧左目标框位置，其中，右目标框中心位置不变，只更新目标框大小；

基于左右目标框和左右目去畸变图像，获取左右目标的感兴趣区域，并基于左右目标感兴趣区域，计算左右目视差；

根据左右目视差、相机内参和基线长度，结合三角测量方法计算目标车辆距离；

基于目标车辆位置的横纵向卡尔曼滤波，计算目标车辆的加速度、速度和距离。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述基于左右目标感兴趣区域，计算左右目视差包括：

通过相位相关运算，计算双目图像的亚像素视差Δd；

基于左右目标的感兴趣区域位置，计算得到整像素视差偏差d_offset；

根据亚像素视差和整像素视差偏差，得到视差值d＝d_offset+Δd。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据左右目视差、相机内参和基线长度，结合三角测量方法计算目标车辆距离包括：

基于左右目视差值和相机内参矩阵，计算目标中心位置在真实世界的三维坐标：

其中，(x，y，z)表示真实世界的三维坐标，c_x,c_y,f均为相机内参，b为相机基线长度，d为高精度视差值，x_pixel,y_pixel表示左目标框中心在图像上的坐标。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述基于目标车辆位置的横纵向卡尔曼滤波，计算目标车辆的加速度、速度和距离还包括：

基于目标车辆纵向距离值，反算左右目视差距离d_filter：

其中，b为相机基线长度，f为相机焦距，s为目标车辆纵向距离值。

基于左目标框位置和视差距离，更新右目标框位置。

5.一种基于双目高速相机的前车状态估算系统，其特征在于，包括：

相机标定模块，用于将双目相机平行固定安装于后视镜处，对双目相机进行标定，获取相机内参矩阵、畸变参数和相机基线长度；

图像去畸变模块，用于获取同步的左右目相机图像，根据内参矩阵、畸变参数对左右目图像进行去畸变处理；

目标框更新模块，用于基于当前帧的左目标框位置，通过目标追踪算法获得下一帧左目标框位置，其中，右目标框中心位置不变，只更新目标框大小；

视差计算模块，用于基于左右目标框和左右目去畸变图像，获取左右目标的感兴趣区域，并基于左右目标感兴趣区域，计算左右目视差；

距离计算模块，用于根据左右目视差、相机内参和基线长度，结合三角测量方法计算目标车辆距离；

目标状态估算模块，用于基于目标车辆位置的横纵向卡尔曼滤波，计算当前目标车辆的加速度、速度和距离。

6.根据权利要求5所述系统，其特征在于，所述基于左右目标感兴趣区域，计算左右目视差包括：

通过相位相关运算，计算双目图像的亚像素视差Δd；

基于左右目标的感兴趣区域位置，计算得到整像素视差偏差d_offset；

根据亚像素视差和整像素视差偏差，得到视差值d＝d_offset+Δd。