專利名稱：道路方向識別的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種道路方向識別的方法和 裝置。
背景技術(shù)：
通常，實(shí)際中的道路總是千差萬別的。此外，道路附近常常存在 復(fù)雜的自然景物和建筑物，以及，道路的車道標(biāo)識不清晰和/或道路 中眾多的交通參與者(例如，車、自行車和行人等)，因此，道路狀況 比較復(fù)雜。
為此，人們想到了通過檢測道路方向來檢測道路的方案，如圖1
所示。專利文獻(xiàn)JP2003-228711A提出了一種車道線識別方法，其中， 通過識別道路的車道線來確定道路方向，從而實(shí)現(xiàn)道路檢測。其流程 如圖2所示。
然而，上述檢測道路方向的方法，非常依賴車道線的正確識別， 而且正確識別車道線需要很大運(yùn)算量。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提出一種道路方 向識別的方法和裝置，利用該方法和裝置，不需要正確識別出車道線， 基于候選車道線就能檢測出道路方向。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，按照本發(fā)明的一種道路方向識別的方
法，包括步驟計(jì)算從車載圖像攝取裝置所攝取的圖像中的消失線以
下部分中所提取的各個(gè)候選車道線在真實(shí)世界中的方向；計(jì)算所述圖 像中的多個(gè)方向區(qū)域的每一個(gè)方向區(qū)域D的候選車道線總長度，其 中，所述多個(gè)方向區(qū)域是通過劃分所述圖像中的方向得到的，所述方向區(qū)域D的候選車道線總長度等于所述各個(gè)候選車道線中在真實(shí)世
界中的方向位于所述方向區(qū)域D內(nèi)的候選車道線的長度之和；以及， 將所述多個(gè)方向區(qū)域中所述計(jì)算的候選車道線總長度最大的方向區(qū) 域確定為所述圖像的道路方向。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，按照本發(fā)明的一種道路方向識別的裝 置，包括方向計(jì)算模塊，用于計(jì)算從車載圖像攝取裝置所攝取的圖 像中的消失線以下部分中所提取的各個(gè)候選車道線在真實(shí)世界中的 方向；總長度計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述圖像中的多個(gè)方向區(qū)域的每一 個(gè)方向區(qū)域D的候選車道線總長度，其中，所述多個(gè)方向區(qū)域是通 過劃分所述圖像中的方向得到的，所述方向區(qū)域D的候選車道線總 長度等于所述各個(gè)候選車道線中在真實(shí)世界中的方向位于所述方向 區(qū)域D內(nèi)的候選車道線的長度之和；以及，確定模塊，用于將所述 多個(gè)方向區(qū)域中所述計(jì)算的候選車道線總長度最大的方向區(qū)域確定 為所述圖像的道路方向。
由上述可見，本發(fā)明不需要正確識別出車道線，基于候選車道線 就能檢測出道路方向。


本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將通過以下結(jié)合附圖的描述變得 更加顯而易見。其中
圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的通過檢測道路方向來檢測道路的示意圖。 圖2示出現(xiàn)有技術(shù)的一種道路方向檢測方法的示意圖。
圖3示出本發(fā)明的思想的流程示意圖。
圖4示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的道路方向識別的方法流程圖。
圖5a示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方向區(qū)域的示意圖。 圖5b示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的候選車道線的示意圖。 圖6示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的候選車道線在真實(shí)世界中的方向的計(jì)算方法的流程圖。
圖7示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的道路方向識別的裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的思想如圖3所示，g卩從安裝在車輛上的圖像攝取裝置 (以下簡稱為車載圖像攝取裝置)所攝取的圖像中的消失線以下部分 中，提取候選車道線，并根據(jù)該提取的候選車道線來計(jì)算道路方向。 在這里，所依據(jù)的自然規(guī)律是所攝取的圖像中的消失線以下部分大 部分都是道路區(qū)域的圖像，利用"道路區(qū)域內(nèi)代表道路方向的線，如 車道線，路肩石，護(hù)欄等， 一般沿著整個(gè)道路修建，本身長度很長" 這一特征，在此區(qū)域提取候選車道線，并且如果在某一方向區(qū)域內(nèi)累 加的候選車道線總長度最長，則該方向區(qū)域能代表道路方向。
下面將參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。
圖4示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的道路方向識別的方法流程 圖。如圖4所示，首先，將安裝在車輛上的攝像機(jī)所獲取的圖像中的
方向劃分成三個(gè)方向區(qū)域(步驟S100)。在這個(gè)實(shí)施例中，如圖5a 所示，這個(gè)三個(gè)方向區(qū)域分別是圖像中的左前側(cè)方向區(qū)域、正前方向 區(qū)域和右前側(cè)方向區(qū)域，其中，左前側(cè)方向區(qū)域包括方向角為0°-60 °的方向，正前方向區(qū)域包括方向角為60°-120°的方向，以及右前側(cè) 方向區(qū)域包括方向角為120°-180°的方向。
接著，計(jì)算從所述攝取的圖像中的消失線以下部分中提取的各個(gè) 候選車道線在真實(shí)世界中的方向(步驟S110)。候選車道線在真實(shí)世 界中的方向的計(jì)算將在下面結(jié)合圖6詳細(xì)描述。
在這個(gè)實(shí)施例中，可以使用現(xiàn)有的和將來發(fā)明出來的各種方法來 從圖像中的消失線以下部分中提取候選車道線(或者稱為疑似車道線)。例如，可以利用日本專利申請JP2007-179386所公開的白線識 別方法和裝置方法來從圖像中提取候選車道線，在該方法中，首先基 于車道線(白線)的亮度通常較兩側(cè)地面亮度高的特點(diǎn)將圖像二值化， 然后通過邊緣檢測和hough提取直線的方法得到候選車道線(疑似車 道線)。又例如，可以利用日本專利申請JP2004-240636所公開的檢 測白線的方法來從圖像中提取候選車道線，在該方法中，首先對圖像 執(zhí)行邊緣處理以檢測邊緣部分，然后從該提取的邊緣部分中提取白線 候選點(diǎn)并對這些白線候選點(diǎn)執(zhí)行噪聲去除，最后基于這些白線候選點(diǎn) 形成候選車道線。在這里，以參考的方式插入日本專利申請 JP2007-179386和JP2004-240636的所有內(nèi)容。圖5b示出了按照本發(fā) 明一個(gè)實(shí)施例的候選車道線的示意圖。如5b所示，箭頭①②③所指 示的線段是候選車道線，而箭頭④⑤⑥所指示的線段屬于背景干擾 線，不是候選車道線。
然后，確定在真實(shí)世界中的方向位于各個(gè)方向區(qū)域的候選車道線 (步驟S120)。即，確定在真實(shí)世界中的方向位于左前側(cè)方向區(qū)域的 候選車道線，在真實(shí)世界中的方向位于正前方向區(qū)域的候選車道線， 以及在真實(shí)世界中的方向位于右前側(cè)方向區(qū)域的候選車道線。
例如，假設(shè)候選車道線CIO、 C20和C30在真實(shí)世，的方向分別 為30°、 100°和150°，那么候選車道線C10位于左前側(cè)方向區(qū)域，候 選車道線C20位于正前方向區(qū)域和候選車道線C30位于右前側(cè)方向 區(qū)域。
接著，分別計(jì)算各個(gè)方向區(qū)域的候選車道線總長度(步驟S130)。 即，計(jì)算在真實(shí)世界中的方向位于左前側(cè)方向區(qū)域的候選車道線的長 度之和作為左前側(cè)方向區(qū)域的候選車道線總長度，計(jì)算在真實(shí)世界中 的方向位于正前方向區(qū)域的候選車道線的長度之和作為正前方向區(qū) 域的候選車道線總長度，以及，計(jì)算在真實(shí)世界中的方向位于右前側(cè) 方向區(qū)域的候選車道線的長度之和作為右前側(cè)方向區(qū)域的候選車道 線總長度。例如，假設(shè)僅候選車道線C10、 C14和C18位于左前側(cè)方向區(qū)域， 僅候選車道線C20、 C24和C28位于正前方向區(qū)域，以及，僅候選車 道線C30、 C34和C38位于右前側(cè)方向區(qū)域，那么左前側(cè)方向區(qū)域的 候選車道線總長度等于三個(gè)候選車道線C10、C14和C18的長度之和， 正前方向區(qū)域的候選車道線總長度等于三個(gè)候選車道線C20、 C24和 C28的長度之和，以及右前側(cè)方向區(qū)域的候選車道線總長度等于三個(gè) 候選車道線C30、 C34和C38的長度之和。
最后，將所計(jì)算的候選車道線總長度最大的方向區(qū)域確定為圖像 中的道路方向(步驟S140)。例如，假設(shè)左前側(cè)方向區(qū)域的候選車道 線總長度為30，正前方向區(qū)域的候選車道線總長度為45，以及，右 前側(cè)方向區(qū)域的候選車道線總長度為38，那么與其它兩個(gè)方向區(qū)域 的候選車道線總長度相比，正前方向區(qū)域的候選車道線總長度最大， 從而，正前方向區(qū)域被確定為圖像中的道路方向。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，雖然在上述實(shí)施例中，圖像中的方向 被劃分成三個(gè)方向區(qū)域，然而，本發(fā)明并不局限于此。在本發(fā)明的其 它一些實(shí)施中，圖像中的方向可以被劃分成兩個(gè)方向區(qū)域或三個(gè)以上 方向區(qū)域。
圖6示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的候選車道線在真實(shí)世界中 的方向的計(jì)算方法的流程圖。如圖6所示，首先，利用攝像機(jī)標(biāo)定方 法來計(jì)算圖像中的每一個(gè)候選車道線的兩個(gè)端點(diǎn)分別在真實(shí)世界中 的坐標(biāo)(步驟S310)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，利用攝像機(jī)標(biāo)定方 法來計(jì)算圖像中的各個(gè)點(diǎn)在真實(shí)世界中的坐標(biāo)是本領(lǐng)域的公知技術(shù) (參見人民郵電出版社出版的書號為711511496X的《圖像處理分析 與機(jī)器視覺(第二版)》，因此在此省略對其的描述。
接著，利用所計(jì)算的每一個(gè)候選車道線的兩個(gè)端點(diǎn)分別在真實(shí)世 界中的坐標(biāo)，計(jì)算每一個(gè)候選車道線在真實(shí)世界中的斜率(步驟
9S320)。
最后，根據(jù)所計(jì)算的每一個(gè)候選車道線在真實(shí)世界中的斜率，計(jì) 算每一個(gè)候選車道線在真實(shí)世界中的方向角，從而計(jì)算得到每一個(gè)候 選車道線在真實(shí)世界中的方向(步驟S330)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，雖然在上面的實(shí)施例中，使用攝像機(jī) 作為車載圖像攝取裝置來獲取圖像，然而，本發(fā)明并不局限于此。在 本發(fā)明的其它實(shí)施例中，車載圖像攝取裝置還可以是照相機(jī)等。
在上面的各個(gè)實(shí)施例中，基于候選車道線來識別道路方向，由于 不需要正確識別車道線，因此，減少了計(jì)算量，提高了道路方向的識 別速度。
由于不需要正確識別車道線，因此與常用的基于車道線識別的結(jié) 果計(jì)算出道路方向的方法相比，可以在車道線識別之前使用，對后續(xù) 的車道線識別等其它識別系統(tǒng)提供支持，適用范圍更廣。
上述各個(gè)實(shí)施例中的方法，可以利用軟件、硬件或者軟硬件結(jié)合 的方式來實(shí)現(xiàn)。
圖7示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的道路方向識別的裝置的示 意圖。如圖7所示，道路方向識別的裝置70包括方向計(jì)算模塊701、 總長度計(jì)算模塊705和確定模塊709。
其中，方向計(jì)算模塊701計(jì)算從車載圖像攝取裝置所攝取的圖像 中的消失線以下部分中所提取的各個(gè)候選車道線在真實(shí)世界中的方 向?？傞L度計(jì)算模塊705計(jì)算所述圖像中的多個(gè)方向區(qū)域的每一個(gè)方 向區(qū)域D的車道線總長度，其中，所述多個(gè)方向區(qū)域是通過劃分所 述圖像中的方向得到的，所述方向區(qū)域D的車道線總長度等于所述 各個(gè)候選車道線中在真實(shí)世界中的方向 于所述方向區(qū)域D內(nèi)的候 選車道線的長度之和。確定模塊709將所述多個(gè)方向區(qū)域中所述計(jì)算的車道線總長度最大的方向區(qū)域確定為所述圖像的道路方向。
其中，方向計(jì)算模塊701進(jìn)一步包括坐標(biāo)計(jì)算模塊7011、斜 率計(jì)算模塊7013和方向角計(jì)算模塊7015。坐標(biāo)計(jì)算模塊7011計(jì)算 利用攝像機(jī)標(biāo)定方法來所述各個(gè)候選車道線的每一個(gè)的兩個(gè)端點(diǎn)分 別在真實(shí)世界中的坐標(biāo)。斜率計(jì)算模塊7013基于所述各個(gè)候選車道 線的每一個(gè)的兩個(gè)端點(diǎn)分別在真實(shí)世界中的坐標(biāo)，計(jì)算所述各個(gè)候選 車道線的每一個(gè)在真實(shí)世界中的斜率。方向角計(jì)算模塊7015基于所 述各個(gè)候選車道線的每一個(gè)在真實(shí)世界中的斜率，計(jì)算所述各個(gè)候選 車道線的每一個(gè)在真實(shí)世界中的方向角，作為所述各個(gè)候選車道線的 每一個(gè)在真實(shí)世界中的方向。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例所公開的道路方 向識別的方法和裝置，可以在不偏離發(fā)明實(shí)質(zhì)的情況下做出各種變 形、變化和修改，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1、一種道路方向識別的方法，包括步驟計(jì)算從車載圖像攝取裝置所攝取的圖像中的消失線以下部分中所提取的各個(gè)候選車道線在真實(shí)世界中的方向；計(jì)算所述圖像中的多個(gè)方向區(qū)域的每一個(gè)方向區(qū)域D的候選車道線總長度，其中，所述多個(gè)方向區(qū)域是通過劃分所述圖像中的方向得到的，所述方向區(qū)域D的候選車道線總長度等于所述各個(gè)候選車道線中在真實(shí)世界中的方向位于所述方向區(qū)域D內(nèi)的候選車道線的長度之和；以及將所述多個(gè)方向區(qū)域中所述計(jì)算的候選車道線總長度最大的方向區(qū)域確定為所述圖像的道路方向。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，計(jì)算從車載圖像攝取裝置 所攝取的圖像中的消失線以下部分中所提取的各個(gè)候選車道線在真 實(shí)世界中的方向的步驟進(jìn)一步包括計(jì)算所述各個(gè)候選車道線的每一個(gè)的兩個(gè)端點(diǎn)分別在真實(shí)世界 中的坐標(biāo)；基于所述各個(gè)候選車道線的每一個(gè)的兩個(gè)端點(diǎn)分別在真實(shí)世界 中的坐標(biāo)，計(jì)算所述各個(gè)候選車道線的每一個(gè)在真實(shí)世界中的斜率； 以及基于所述各個(gè)候選車道線的每一個(gè)在真實(shí)世界中的斜率，計(jì)算所 述各個(gè)候選車道線的每一個(gè)在真實(shí)世界中的方向角，作為所述各個(gè)候 選車道線的每一個(gè)在真實(shí)世界中的方向。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，計(jì)算所述各個(gè)候選車道線 的每一個(gè)的兩個(gè)端點(diǎn)分別在真實(shí)世界中的坐標(biāo)的步驟進(jìn)一步包括利用攝像機(jī)標(biāo)定方法來計(jì)算所述各個(gè)候選車道線的每一個(gè)的兩 個(gè)端點(diǎn)分別在真實(shí)世界中的坐標(biāo)。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述多個(gè)方向區(qū)域包括所 述圖像中的左前側(cè)方向區(qū)域、正前方向區(qū)域和右前側(cè)方向區(qū)域。
5、 一種道路方向識別的裝置，包括方向計(jì)算模塊，用于計(jì)算從車載圖像攝取裝置所攝取的圖像中的 消失線以下部分中所提取的各個(gè)候選車道線在真實(shí)世界中的方向；總長度計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述圖像中的多個(gè)方向區(qū)域的每一個(gè) 方向區(qū)域D的候選車道線總長度，其中，所述多個(gè)方向區(qū)域是通過 劃分所述圖像中的方向得到的，所述方向區(qū)域D的候選車道線總長 度等于所述各個(gè)候選車道線中在真實(shí)世界中的方向位于所述方向區(qū) 域D內(nèi)的候選車道線的長度之和；以及確定模塊，用于將所述多個(gè)方向區(qū)域中所述計(jì)算的候選車道線總 長度最大的方向區(qū)域確定為所述圖像的道路方向。
6、 如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述方向計(jì)算模塊進(jìn)一步 包括坐標(biāo)計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述各個(gè)候選車道線的每一個(gè)的兩個(gè)端點(diǎn)分別在真實(shí)世界中的坐標(biāo)；斜率計(jì)算模塊，用于基于所述各個(gè)候選車道線的每一個(gè)的兩個(gè)端點(diǎn)分別在真實(shí)世界中的坐標(biāo)，計(jì)算所述各個(gè)候選車道線的每一個(gè)在真 實(shí)世界中的斜率；以及方向角計(jì)算模塊，用于基于所述各個(gè)候選車道線的每一個(gè)在真實(shí) 世界中的斜率，計(jì)算所述各個(gè)候選車道線的每一個(gè)在真實(shí)世界中的方 向角，作為所述各個(gè)候選車道線的每一個(gè)在真實(shí)世界中的方向。
7、 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述坐標(biāo)計(jì)算模塊利用攝 像機(jī)標(biāo)定方法來計(jì)算所述各個(gè)候選車道線的每一個(gè)的兩個(gè)端點(diǎn)分別 在真實(shí)世界中的坐標(biāo)。
8、 如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述多個(gè)方向區(qū)域包括所述圖像中的左前側(cè)方向區(qū)域、正前方向區(qū)域和右前側(cè)方向區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種道路方向識別的方法和裝置，該方法包括步驟計(jì)算從車載圖像攝取裝置所攝取的圖像中的消失線以下部分中所提取的各個(gè)候選車道線在真實(shí)世界中的方向；計(jì)算所述圖像中的多個(gè)方向區(qū)域的每一個(gè)方向區(qū)域D的候選車道線總長度，其中，所述多個(gè)方向區(qū)域是通過劃分所述圖像中的方向得到的，所述方向區(qū)域D的候選車道線總長度等于所述各個(gè)候選車道線中在真實(shí)世界中的方向位于所述方向區(qū)域D內(nèi)的候選車道線的長度之和；以及，將所述多個(gè)方向區(qū)域中所述計(jì)算的候選車道線總長度最大的方向區(qū)域確定為所述圖像的道路方向。利用該方法和裝置，不需要正確識別出車道線，基于候選車道線就能檢測出道路方向。
文檔編號G06K9/00GK101639893SQ20081014520
公開日2010年2月3日 申請日期2008年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者威 劉, 淮 袁, 博 鄒 申請人:東軟集團(tuán)股份有限公司;阿爾派株式會社