使用圖像傳感器確定車(chē)輛LED燈的位置

車(chē)輛可見(jiàn)光通信是一種很有應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)，因?yàn)檐?chē)輛的前面和后面均配有大功率的LED燈。但是由于在接收LED燈光信號(hào)的方面存在問(wèn)題，故一直未能應(yīng)用。所以，本文提出了一種基于概率模型來(lái)檢測(cè)圖像中LED燈的位置，要確定位置，首先要確定LED燈的像素。在該模型中，光源是車(chē)輛的前LED燈和后LED燈，使用高速攝像機(jī)對(duì)LED燈進(jìn)行圖像采集。該模型不僅使用像素亮度（像素亮度是區(qū)分背景像素和LED像素的最基本特征），還使用連續(xù)幀中LED燈的光流，光流是相機(jī)和周?chē)h(huán)境之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的圖像，在這里就是車(chē)輛LED燈的移動(dòng)方向，通過(guò)圖像傳感器前一時(shí)刻與后一時(shí)刻的圖像，可以計(jì)算出車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)方向和移動(dòng)位置，這就可以計(jì)算LED燈的光流方向，基于像素亮度和光流計(jì)算屬于LED燈的像素。然后，基于概率模型來(lái)確定圖像LED的像素。概率模型將像素亮度作為計(jì)算LED像素條件概率的參數(shù)之一。光流和像素亮度是圖像的兩個(gè)獨(dú)立的特征，所以要將二者放在一起來(lái)進(jìn)行考慮，概率模型采用貝葉斯估計(jì)算法，將像素亮度和光流作為輸入估計(jì)LED燈的像素。對(duì)于圖像中的每個(gè)像素，計(jì)算給定已知光流和強(qiáng)度的像素屬于LED燈的概率。

但是當(dāng)車(chē)輛運(yùn)動(dòng)時(shí)，LED的像素比較模糊，與周?chē)谋尘安灰讌^(qū)分。但仍然可以構(gòu)建LED燈的光流，然后基于先前幀的像素信息使用概率模型估計(jì)屬于LED燈的像素，且結(jié)果準(zhǔn)確。換句話(huà)講，即使圖像比較模糊，使用概率模型依然可以準(zhǔn)確地確定LED燈的像素，即使汽車(chē)在高速行駛時(shí)，也可以準(zhǔn)確地估計(jì)LED燈的像素,進(jìn)而確定LED燈的位置。

刊名：Sensors（英）

刊期：2017年第17期

作者：Phat Huynh et al

編譯：野晨晨