[发明专利]一种基于视觉的车辆目标位置和姿态角度的检测方法

权利要求书

1.一种基于视觉的车辆目标位置和姿态角度的检测方法，其特征在于，首先采用语义分割的方法对图像中的像素点逐个检测，提取出所有的车辆的像素点，再针对这些像素点处理得到车辆的精准的位置坐标信息和姿态信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉的车辆目标位置和姿态角度的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.原始数据采集：

通过摄像头采集图像作为裸数据输入；

S2.图像预处理：

图像预处理主要是对图像尺寸进行一定的伸缩裁剪；

S3.图像的语义信息处理：

车辆检测推理过程采用CNN卷积神经网络的方法在图内对车辆像素进行检测推理；

S4.数据后处理：

当像素点个数符合要求后，对步骤S3中得到的车辆轮廓进行处理得到车辆在世界坐标系中的姿态角度；

S5.相机标定：

进行相机标定，建立像素坐标系和世界坐标系间的坐标转换关系；

S6.车辆的充电口坐标的获取：

提取车辆轮廓的最前端的像素点集合，得到其平均值，即是车头的坐标；根据车辆自身的信息，进而换算得到车辆充电口的坐标；利用相机标定的参数矩阵，计算得到其世界坐标值；

S7.车辆的姿态角度的获取：

利用建立的图像中车辆的角度和真实的车辆的姿态角度的多项关系式，将车辆在图中的角度计算得到其世界坐标系中的姿态角度。

3.根据权利要求2所述的一种基于视觉的车辆目标位置和姿态角度的检测方法，其特征在于，S4.数据后处理，包括以下过程：对步骤S3中得到的车辆轮廓进行最小外接矩形提取，获取车辆在图像空间的坐标信息，此外获取矩形在图像中与水平的角度；建立图像中车辆的角度和真实的车辆的姿态角度的关系式，进而利用关系式由图像中的角度计算得到车辆在世界坐标系中的姿态角度。

4.根据权利要求2所述的一种基于视觉的车辆目标位置和姿态角度的检测方法，其特征在于，S5.相机标定，包括以下过程：利用张正友法进行相机标定，得到相机的内参和外参

相机标定方法为：

从世界坐标系到相机坐标系的转换中，P(X_W，Y_W，Z_W)是点P在空间世界坐标系下的坐标，外参中，R是一个3*3的旋转矩阵，表示相机坐标系相对于世界坐标系先后绕X、Y、Z轴旋转后的旋转变换关系，T是一个3*1的偏移向量，表示相机坐标系原点相对于世界坐标系原点的偏移量；变换后的点P在相机坐标系下的坐标为(X_C，Y_C，Z_C)；

从相机坐标系到像素坐标系，涉及到3D坐标投影到2D图像平面的转换，其中Zc表示点P的深度值，f是相机的焦距；

从像素坐标系到像素坐标系，(u，v)表示点P在像素坐标系平面上的像素坐标值，(u0，v0)表示像素坐标原点在像素坐标系下的坐标值，单位为像素pixel，dx和dy表示每一列和每一行分别代表多少mm，即1pixel＝dx mm；fx＝f/dx，fy＝f/dy。