道路交通事故已成为全球性安全问题之一，引起了全社会普遍关注。交通事故不仅严重干扰了道路交通系统的正常运行，而且给交通参与者的生命安全带来巨大威胁，还给社会造成巨大的经济损失。

世界卫生组织的全球道路安全状况报告指出，全球每年约有124万人因道路交通事故而死亡，2000～5000万人遭受非致命伤害。统计表明，大多数的交通事故是由于驾驶失误造成的，由驾驶员感知错误所引发的交通事故约占其中的50%。然而由于人对道路状况的感知受到自身感知能力的限制，尤其是在恶劣天气环境下，对距离和周围车辆的感知能力会受到更大的限制，使交通事故的发生概率变大。危险情况下，驾驶员如果拥有提前0.5秒钟的反应时间，那么就可以减少60%追尾事故、50%路面事故以及30%迎面事故。

为了有效的减小交通事故的损失，各国和各大汽车厂商致力于开发各种追尾预警和主动刹车等汽车安全辅助驾驶系统，障碍物实时检测是追尾预警和主动刹车必不可以的关键组成部分。障碍物实时检测是为了实时感知车辆前方是否存在障碍物，并获得障碍物的位置、大小、距离等信息。

对车辆追尾事故预防的研究起源于日本，90年代，由日本运输省制定了先进安全汽车（Advanced Safety Vehicle， ASV）的研究计划，涉及四大领域，40余项研究开发项目。1999年日本三菱公司引入了一套新的驾驶人预警系统，它可以进行车辆离道报警，并借助机器视觉监控车辆侧方和后方的交通情况。本田公司的碰撞缓解制动系统（Collision Mitigation Braking System,SMBS），最初装备在美版雅阁，随后开始在讴歌的部分车型上（包括RL,MDX和ZDX），主要的工作原理是，当毫米波雷达探测到前方行驶的车辆，判断有追尾危险时用警报提醒驾驶人，继续接近前车时轻微制动，以身体感受进行警告。当判断出难以避免追尾时，CMBS会采取强烈制动措施，和驾驶人自身的制动一起降低追尾车速，以便有效帮助驾驶人避免和降低一旦追尾时的损伤。丰田的预碰撞安全系统（Pre-Collision System, PCS）,最早出现在2003年，装备在雷克萨斯LX和RX车型上，这套系统的传感器是装在车头上的一个毫米波雷达，该雷达能自动探测前方障碍物，测算出碰撞的可能性，若系统判断碰撞的可能性很大，则会发出警告声，提示驾驶人规避，此时其他主动安全设备也会被整合起来，制动辅助会进入准备状态，协助驾驶人给车辆制动。日产汽车的Q50配备了利用毫米波雷达识别因前方车辆而看不到的前方状况，从而避免碰撞的安全驾驶辅助系统；还配备了两个单眼摄像头，分别用于检测车道和控制远近灯光。斯巴鲁研究中心从1991年立项进行双目视觉辅助驾驶系统的研究，1999年在斯巴鲁商用车上量产装配，产品为“Eye-Sight”,基于这套系统，斯巴鲁具备了前碰撞预警、主动刹车、车道偏离预警、自适应巡航控制等等安全辅助驾驶功能。

由美国联邦公路局、AASH-TO、各州运输部、汽车工业联盟、ITS American等组成的特殊联合机构美国车路协同系统（VehicleInfrastructure Integration, VII）通过信息与通信技术实现汽车与道路设施的集成，并以道路设施为基础。最近美国交通部（USDOT）将VII更名为IntelliDrive,更加强调了交通安全的重要性。美国的Delphi公司基于雷达和视频融合开发了雷达相机（RACam）系统，系统监视本车和前方行车路径上的车辆之间的相对距离和速度，综合驾驶人的其他操作行为，如制动、节气门等信息，评估碰撞危险程度，必要时对本车进行紧急制动，制动力可以达到1g。

欧盟的PreVENT项目利用先进的信息、通信和定位技术，开发自助式和协同式主动安全系统，降低事故发生率和减小事故严重性。Volvo在预碰撞安全系统方面开展碰撞警告和自动制动（Collision Warningwith Auto Brake, CWAB）系统，应用在S80、XC60、S60和V60几款车型上面。CWAB系统以摄像头、雷达同时侦测，雷达负责侦测车辆前方150m内的范围，摄像头则负责前方55m内的车辆动态。Bosch公司提供的紧急制动方案也是利用雷达检测潜在的碰撞物体，针对驾驶者追尾前的三种不同情况给予不同的应对措施——自动紧急制动系统（AEB）、紧急制动辅助系统（EBA）和碰撞预警系统（PCW）。以色列的Mobileye公司利用单目摄像机实现了前碰撞预警，系统将在碰撞前2.7s发出警报，提醒驾驶人即将发生的与前方车辆或摩托车的追尾碰撞。

基于双目视觉的道路障碍物检测算法研究对汽车辅助驾驶系统的发展有重要意义。双目视觉不仅可以检测到障碍物的距离，还可以获取其他相关信息，例如障碍物占用的区域，交通车道的位置以及位置其他车辆和行人的运动。双目视觉视野广阔，可同时检测多个物体，并能够测量其大小，位置和相对速度，以及检测道路形状和车道标记的能力。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：通过SGBM（Semi-Global Block Matching）算法计算视差图，从视差图中检测道路平面，识别道路上方的障碍物，评估碰撞风险。

目标：对障碍物实现实时检测，实现碰撞预警