7.视觉传感器认知

课程名称智能网联汽车技术视觉传感器认知01视觉传感器的概述02目录Contents0304视觉传感器的类型及作用视觉传感器的组成视觉传感器的原理及应用视觉传感器的概述PART

0NE01视觉传感器:是指通过对摄像头拍摄到的图像进行图像处理，对目标进行检测，并输出数据和判断结果的传感器。视觉传感器的类型及作用PART

TWO02单目摄像头双目摄像头

三目摄像头单个环视摄像头1.视觉传感器的类型车道偏离预警（LDW）碰撞预警（FCW）为汽车提供定位功能采集汽车周边图像信息，识别环境信息视觉传感器的作用2.视觉传感器的作用视觉传感器的组成PART

THREE03图5-1-5视觉传感器的组成广义的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、图像存储器组成。1.广义上的视觉传感器指图像传感器，根据使用芯片的不同，图像传感器可分为CCD图像传感器和CMOS图像传感器。1CCD图像传感器体积小、成本低，所以广泛应用于扫描仪、数码相机及数码摄像机中。2CMOS图像传感器适合大规模批量生产，适用于要求小尺寸、低价格、摄像质量无较高要求的应用。2.狭义上的视觉传感器视觉传感器的原理及应用PART

FOUR04镜头图像传感器光信号电信号模数转换电路数字图像信号数字信号处理芯片DSP特定格式图像显示屏模拟图像与数字图像图像数字化：模拟图像转换为数字图像，是进行数字图像处理的前提。图像数字化三个步骤：采样量化编码图像数字化图5-1-9采样示意图把图像分割成为一系列小区域，用特定的数值来表示每一个小区域的亮度、色彩等特征，即将空间上连续的图像转换成离散的采样点（即像素）集的操作。步骤一：采样图像数字化将取样后图像的每个样点的取值范围分成若干区间，并仅用一个数值代表每个区间中的所有取值。不同量化位数效果图步骤二：量化图像数字化数字化后得到的图像数据量巨大，必须采用编码技术来压缩其信息量。在一定意义上讲，编码压缩技术是实现图像传输与储存的关键。步骤三：编码图像数字化单目摄像头测距原理测距依赖于检测算法在采集前方道路的单帧图像后，先将图像转化为二维数据，然后对采集的图像进行模式识别，通过图像匹配算法进行目标识别。最后，根据目标在图像中的大小估算目标距离。

单目摄像头1.单目摄像头测距原理单目摄像机传感器安装在前挡风玻璃上，在车辆行驶的过程中，传感器中的图像处理芯片对车辆前方的车道线、各类车辆、行人、会车灯光和交通标志等目标图像进行识别和处理，并计算目标参数信息，实现车辆多种主动安全技术，使车辆驾驶安全等级得以提升。目标图像识别示意图1.单目摄像头测距原理双目摄像头测距原理运用两个平行布置的摄像头所产生的视差通过左、右相机对于同一点观察的视差结果进行计算，实现对前方景物距离的测量。双目测距的精度依赖两个摄像头的安装距离，对安装精度和设备刚性也有较高的要求。双目摄像头2.双目摄像头测距原理前方碰撞预警系统行人碰撞预警系统车道偏离预警车道保持辅助系统交通标志识别系统视觉传感器典型应用车道偏离预警可比较道路标线与车辆在车道中的位置。当车速达到设定车速时，一旦系统探测到驾驶员存在无意识偏离行车道的危险，系统便会发出视觉信号、听觉信号、触觉信号。1.视觉传感器典型应用车道保持辅助系统当车道保持辅助系统探测到车辆以不低于设定车速（如60km/h）行驶时过于靠近车道标线，系统会轻微但可感知地反向转动转向盘，以使车辆保持在正确的道路中。1.视觉传感器典型应用如果前方碰撞预警系统探测到与前方行驶车辆即将发生追尾，便会以视觉、听觉和/或触觉信号警告驾驶员，如图所示该功能不进行独立干预而是提醒驾驶员进行制动。前方碰撞预警系统1.视觉传感器典型应用如果前方碰撞预警系统探测到与前方行驶车辆即将发生追尾，便会以视觉、听觉和/或触觉信号警告驾驶员，如图所示。行人碰撞预警系统通过不断分析车辆前方区域，来探测是否将与行车道上或正朝行车道行进的行人发生碰撞，如图所示。当车速不超过设定车速（如60km/h）时，一旦系统识别这种危险情况，系统便会与雷达传感器一并向驾驶员发出警告，同时还会触发紧急制动。1.视觉传感器典型应用利用视觉传感器检测限速道路交通标志（限速），显示标志内容，提醒驾驶员注意。交通标志识别系统1.视觉传感器典型应用科学探索精神自主研发创新1镜头焦距决定了被摄物体在成像平面上所形成影像的大小。2测距范围目标物与摄像头之间的距离。3测距误差距离测值与被测距离真值之差。4基线两个相机光心之间的距离。主要参数2.视觉传感器的主要参数（5）动态范围

动态范围通常用来表征一张图片中最亮和最暗间的范围：动态范围越大，图片包含的亮度信息越丰富。（6）分辨率在相同尺寸的两幅图像中，高分辨率的图像包含的像素比低分辨率的图像包含的像素多。2.视觉传感器的主要参数（7）视场角

以镜头为起点，以被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角，称为视场角。镜头中心点视场角2.视觉传感器的主要参数主要参