论文部分内容阅读
0.摘要
行人检测技术是先进驾驶辅助系统中必不可少的一项关键技术，目前的行人检测技术是主要利用安装在车辆前方的摄像机获取车辆前方的视频信息，然后系统通过视频信息判断行人的位置、速度等，进而判断行人是否有危险，当判断行人处于碰撞的危险状况时，系统将给驾驶员进行危险警告或发信息给车辆的其他系统，让车辆自动采取相应的保护措施。
1.行人监测技术
目前，能够实现行人识别检测的技术的视觉传感器主要有以下3种：（1）单目摄像头；（2）双目立体摄像头；（3）远红外夜视摄像机
1.1 单目摄像头
世界范围内，在使用摄像头的防撞系统市场上，Mobileye以70%以上的份额雄踞榜首，并且是最早从事以欧洲汽车厂商为中心供应单眼摄像头图像处理SOC的业务。
在行人识别中，系统把推测为行人的图像分成9个区域提取特征，结合多帧的动态变化提高精度。识别到的VGA分辨率的纵长方形行人图像将再调整到12× 36像素后进入“单帧分类”
Mobileye开发的图像处理SOC“EyeQ2”以及被应用到了宝马新款“1系”的防碰撞报警功能和沃尔沃汽车的系统中，此外美国通用汽车和福特汽车等世界主要厂商也在采用。MobileyeC2-270的主要功能包括与前方车辆和行人碰撞警示、车道偏离警示、车距警示。
优势： ①便于实现小型化、低成本化及系统简洁化。
②与采用毫米波雷达方式相比，系统不需要与车辆进行一体化开发，能够降低系统成本，还能开发出汽车后装产品。 ③相比较双目立体摄像头，安装方便，无需调节2个镜头之间的距离和安装角度，能减少校正作业耗费的时间和劳力。
劣势：与采用立体摄像头方式或毫米波波雷达相比，监测距离精度低，且可检测的距离偏短。
1.2 立体摄像头
富士重工号称“不撞的汽车”的“EyeSight”在日本最为著名，该技术采用在车内后视镜附近安装立体摄像头来检测车辆和行人，实现紧急自动刹车和前方车辆追踪；整套系统的售价在10万日元左右。
优势：在对物体的识别和距离的推测的精度上要好于单眼摄像头。
劣势：①受天气等恶劣环境影响大，如大雨及大雪或大雾天气，对前方障碍物检测能力会下降；②成本远高于单眼摄像头，且在降低制造成本方面存在极限。
1.3 远红外夜视系统
远红外夜视系统利用热成像相机接收人、动物等发热物体发出的不同的红外辐射（远红外线）影射不同的图像，进行放大和处理后输出到显示装置上。该系统可以让驾驶员通过显示屏发现光照外的行人、障碍物、弯道等危险，从而提前做出处理，及时避免危险情况的发生。
随着车辆与前方行人接近，统通过自身算法计算行人的速度和轨迹，如果判断为危险情况，则对驾驶员进行告警或车辆自动采取保护措施。
优势：①相比近光灯有明显更宽更远的视野。②不会受到对面前车车灯强光的干扰。③在显示屏上能够突显步行人、骑车人和动物等不发光的散热物体。
劣势：①只对温度高于环境温度的物体做出反应；② 主要应用于夜间行车，且工艺复杂，成本较高。
2.发展趋势
2.1、非视频类行人识别传感器的出现
日本丰田汽车 - 高感光度激光雷达
“2014年底特律第21届ITS世界大会”， 丰田公布了用于辅助安全驾驶的自动驾驶系统及其关键技术的开发进展情况。其中一项关键技术为车载用成像激光雷达，该激光雷达可以不分昼夜地配合外部光线自动调节感光强度，根据外射光，高精度的检测障碍物位置和形状，能够实时三维识别行人、汽车、公路及地形等。
德国大陆集团 - 76GHz毫米波雷达
欧洲的新车碰撞测试“Euro NCAP”将从2016年开始在自动刹车试验中增加行人识别试验；2014年，德国大陆集团（Continental）宣布将在新一代76GHz毫米波雷达上配备行人识别功能，并计划使该技术的识别能力达到仅用开发品就能应对这种试验的水平，实际产品将于2015年下半年开始量产。
汽车的毫米波雷达根据反射波的时间差及强度等来计算距离，从而识别是什么物体。而人的反射强度极小。行人的反射波容易被其他物体的反射波埋没，难以分辨。业内人士普遍认为，要实现行人识别，必须要使用易于提高距离和形状分辨率的摄像头。毫米波雷达行人识别功能的实现，这一固有观念将被颠覆。
2.2基于视频系统和雷达系统的数据融合
本田计划推出全新一代的驾驶辅助系统Honda Sensing，该系统搭配两种传感器，一种是位于汽车前进气格栅中的毫米波雷达，另一种则是安装在挡风玻璃上的单目摄像头。通过整合单眼摄像头的数据和毫米波雷达的数据，来提高行人的识别精度；利用检测范围广的毫米波雷达尽快掌握对象物，然后用单眼摄像头检测对象物，确定是不是行人。
丰田于2014年11公布了包含自动制动功能的两套新型安全驾驶辅助系统，分别是面向小型车的“Toyota Safety Sense C”和面向中型车和高档车的“Toyota Safety Sense P”。
“Toyota Safety Sense C”系统将集激光雷达和单眼摄像头为一体的传感器单元安装在前挡风玻璃内侧，提供三种功能，分别是（1）防撞辅助刹车、（2）车道偏离报警“LDA”、（3）自动远光灯“AHB”。
“Toyota Safety Sense P”系统由嵌入前车标内侧的77GHz频带毫米波雷达和安装在前挡风玻璃内侧的单眼摄像头构成。除可以提供“Toyota Safety Sense C”系统的三种功能外，还配备（1）可检测行人的防撞辅助刹车功能和（2）前车追随功能。
把微波雷达对障碍物精确的测距能力和摄像头良好的形状识别能力结合起来，达到优势互补，能够更快更早的发现并识别出危险。雷达和视频的数据融合增加了系统的精度和可靠性。
- 目标位置的高分辨率
- 提高对威胁障碍物监测的可靠性
- 提高对车辆行驶路径的判别
- 对目标的分类
车辆/非车辆
行人/非行人
- 减少误报警，提高刹车辅助/自动刹车的可靠性
3.展望
从目前发展来看，采用雷达技术和视频技术的信息融合将会是未来行人检测的主要研究方向，采用不同传感器获取信息，通过算法进行信息融合，使得获得的信息具有单传感器不具备的优势，从而系统可以从图像信息中更加准确、快速地识别出目标行人；随着行人检测技术水平的不断提高，将推动高级驾驶辅助系统、智能化系统和ITS智能交通系统的发展。
参考文献
[1] 马钧， 曹静.基于中国市场特定需求的汽车先进驾驶辅助系统发展趋势研究[J].上海汽车. 2012. Vol4. 36-40.
[2] 贾彗星， 章毓晋.车辆辅助驾驶系统中基于计算机视觉的行人检测研究综述[J].自动化学报. 2007. Vol33.
[3] 佚名.丰田公开高感光度红外线激光雷达技术[EB/OL].日经技术在线网.
[4] 佚名.预防碰撞的摄像头技术[EB/OL]. 电子工程世界网.
[5] 佚名.本田全新驾驶辅助系统-Honda Sensing[EB/OL].汽车之家网.
[6] 佚名.丰田主动安全技术解读 [EB/OL].爱卡汽车网.
行人检测技术是先进驾驶辅助系统中必不可少的一项关键技术，目前的行人检测技术是主要利用安装在车辆前方的摄像机获取车辆前方的视频信息，然后系统通过视频信息判断行人的位置、速度等，进而判断行人是否有危险，当判断行人处于碰撞的危险状况时，系统将给驾驶员进行危险警告或发信息给车辆的其他系统，让车辆自动采取相应的保护措施。
1.行人监测技术
目前，能够实现行人识别检测的技术的视觉传感器主要有以下3种：（1）单目摄像头；（2）双目立体摄像头；（3）远红外夜视摄像机
1.1 单目摄像头
世界范围内，在使用摄像头的防撞系统市场上，Mobileye以70%以上的份额雄踞榜首，并且是最早从事以欧洲汽车厂商为中心供应单眼摄像头图像处理SOC的业务。
在行人识别中，系统把推测为行人的图像分成9个区域提取特征，结合多帧的动态变化提高精度。识别到的VGA分辨率的纵长方形行人图像将再调整到12× 36像素后进入“单帧分类”
Mobileye开发的图像处理SOC“EyeQ2”以及被应用到了宝马新款“1系”的防碰撞报警功能和沃尔沃汽车的系统中，此外美国通用汽车和福特汽车等世界主要厂商也在采用。MobileyeC2-270的主要功能包括与前方车辆和行人碰撞警示、车道偏离警示、车距警示。
优势： ①便于实现小型化、低成本化及系统简洁化。
②与采用毫米波雷达方式相比，系统不需要与车辆进行一体化开发，能够降低系统成本，还能开发出汽车后装产品。 ③相比较双目立体摄像头，安装方便，无需调节2个镜头之间的距离和安装角度，能减少校正作业耗费的时间和劳力。
劣势：与采用立体摄像头方式或毫米波波雷达相比，监测距离精度低，且可检测的距离偏短。
1.2 立体摄像头
富士重工号称“不撞的汽车”的“EyeSight”在日本最为著名，该技术采用在车内后视镜附近安装立体摄像头来检测车辆和行人，实现紧急自动刹车和前方车辆追踪；整套系统的售价在10万日元左右。
优势：在对物体的识别和距离的推测的精度上要好于单眼摄像头。
劣势：①受天气等恶劣环境影响大，如大雨及大雪或大雾天气，对前方障碍物检测能力会下降；②成本远高于单眼摄像头，且在降低制造成本方面存在极限。
1.3 远红外夜视系统
远红外夜视系统利用热成像相机接收人、动物等发热物体发出的不同的红外辐射（远红外线）影射不同的图像，进行放大和处理后输出到显示装置上。该系统可以让驾驶员通过显示屏发现光照外的行人、障碍物、弯道等危险，从而提前做出处理，及时避免危险情况的发生。
随着车辆与前方行人接近，统通过自身算法计算行人的速度和轨迹，如果判断为危险情况，则对驾驶员进行告警或车辆自动采取保护措施。
优势：①相比近光灯有明显更宽更远的视野。②不会受到对面前车车灯强光的干扰。③在显示屏上能够突显步行人、骑车人和动物等不发光的散热物体。
劣势：①只对温度高于环境温度的物体做出反应；② 主要应用于夜间行车，且工艺复杂，成本较高。
2.发展趋势
2.1、非视频类行人识别传感器的出现
日本丰田汽车 - 高感光度激光雷达
“2014年底特律第21届ITS世界大会”， 丰田公布了用于辅助安全驾驶的自动驾驶系统及其关键技术的开发进展情况。其中一项关键技术为车载用成像激光雷达，该激光雷达可以不分昼夜地配合外部光线自动调节感光强度，根据外射光，高精度的检测障碍物位置和形状，能够实时三维识别行人、汽车、公路及地形等。
德国大陆集团 - 76GHz毫米波雷达
欧洲的新车碰撞测试“Euro NCAP”将从2016年开始在自动刹车试验中增加行人识别试验；2014年，德国大陆集团（Continental）宣布将在新一代76GHz毫米波雷达上配备行人识别功能，并计划使该技术的识别能力达到仅用开发品就能应对这种试验的水平，实际产品将于2015年下半年开始量产。
汽车的毫米波雷达根据反射波的时间差及强度等来计算距离，从而识别是什么物体。而人的反射强度极小。行人的反射波容易被其他物体的反射波埋没，难以分辨。业内人士普遍认为，要实现行人识别，必须要使用易于提高距离和形状分辨率的摄像头。毫米波雷达行人识别功能的实现，这一固有观念将被颠覆。
2.2基于视频系统和雷达系统的数据融合
本田计划推出全新一代的驾驶辅助系统Honda Sensing，该系统搭配两种传感器，一种是位于汽车前进气格栅中的毫米波雷达，另一种则是安装在挡风玻璃上的单目摄像头。通过整合单眼摄像头的数据和毫米波雷达的数据，来提高行人的识别精度；利用检测范围广的毫米波雷达尽快掌握对象物，然后用单眼摄像头检测对象物，确定是不是行人。
丰田于2014年11公布了包含自动制动功能的两套新型安全驾驶辅助系统，分别是面向小型车的“Toyota Safety Sense C”和面向中型车和高档车的“Toyota Safety Sense P”。
“Toyota Safety Sense C”系统将集激光雷达和单眼摄像头为一体的传感器单元安装在前挡风玻璃内侧，提供三种功能，分别是（1）防撞辅助刹车、（2）车道偏离报警“LDA”、（3）自动远光灯“AHB”。
“Toyota Safety Sense P”系统由嵌入前车标内侧的77GHz频带毫米波雷达和安装在前挡风玻璃内侧的单眼摄像头构成。除可以提供“Toyota Safety Sense C”系统的三种功能外，还配备（1）可检测行人的防撞辅助刹车功能和（2）前车追随功能。
把微波雷达对障碍物精确的测距能力和摄像头良好的形状识别能力结合起来，达到优势互补，能够更快更早的发现并识别出危险。雷达和视频的数据融合增加了系统的精度和可靠性。
- 目标位置的高分辨率
- 提高对威胁障碍物监测的可靠性
- 提高对车辆行驶路径的判别
- 对目标的分类
车辆/非车辆
行人/非行人
- 减少误报警，提高刹车辅助/自动刹车的可靠性
3.展望
从目前发展来看，采用雷达技术和视频技术的信息融合将会是未来行人检测的主要研究方向，采用不同传感器获取信息，通过算法进行信息融合，使得获得的信息具有单传感器不具备的优势，从而系统可以从图像信息中更加准确、快速地识别出目标行人；随着行人检测技术水平的不断提高，将推动高级驾驶辅助系统、智能化系统和ITS智能交通系统的发展。
参考文献
[1] 马钧， 曹静.基于中国市场特定需求的汽车先进驾驶辅助系统发展趋势研究[J].上海汽车. 2012. Vol4. 36-40.
[2] 贾彗星， 章毓晋.车辆辅助驾驶系统中基于计算机视觉的行人检测研究综述[J].自动化学报. 2007. Vol33.
[3] 佚名.丰田公开高感光度红外线激光雷达技术[EB/OL].日经技术在线网.
[4] 佚名.预防碰撞的摄像头技术[EB/OL]. 电子工程世界网.
[5] 佚名.本田全新驾驶辅助系统-Honda Sensing[EB/OL].汽车之家网.
[6] 佚名.丰田主动安全技术解读 [EB/OL].爱卡汽车网.