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随着经济的高速发展，汽车列车已经成为了当前社会不可或缺的交通运输工具之一。然而面对逐渐增多的由于汽车列车所造成的交通事故，如何提高汽车列车安全行驶的问题已成为了国内外普遍关注并急需解决的问题。 本文从汽车列车在高速公路上行驶的重要性和安全性问题入手，并根据国家标准的《机动车运行安全技术条例》对汽车列车的行驶安全性参数的规定，提出了一种基于视觉的汽车列车直线和弯道行驶轨迹测量的系统和方法，其主要的研究内容有以下几项: 1)摄像机标定是整个机器视觉所要实现的前提以及最基本的问题。本文采用张正友的平面标定法对摄像机的参数进行标定，并对摄像机所拍摄的图像进行畸变校正，将畸变图像尽可能大的还原成理想的图像; 2)测量汽车列车直线行驶的轨迹。首先对标识线进行设计，并采用了基于邻域搜索的连通域检测算法对标识线目标进行检测跟踪，然后采用Hough变换和最小二乘法的结合对标识线进行拟合，得到标识线的参数方程，并通过一定的坐标计算即可以获得当前汽车列车直线行驶时相对于标识线的运动轨迹，从而求得汽车列车的安全参数; 3)测量汽车列车弯道行驶的轨迹，不仅要对标识线进行检测和跟踪，而且也要对横向线进行检测和跟踪。首先对图像进行预处理，判断首先检测的是哪一条标识线，并利用基于邻域搜索的连通域检测算法对目标进行检测和分类，然后利用最小二乘法拟合标识线，并采用粒子滤波算法跟踪预测下一帧某条标识线的位置以及对最终的运动轨迹进行滤波，提高检测的精度; 4)为了检验开发的基于视觉的汽车列车行驶轨迹测量系统，进行了实车试验以及数据分析。试验表明，本测量系统可以检测出汽车列车直线和弯道行驶时的轨迹以及其性能参数，初步验证了本方案的可行性，并与GPS方法进行对比试验，保证了检测的精度。