路面檢測(cè)方法和裝置制造方法
【專利摘要】公開(kāi)了一種路面檢測(cè)方法和裝置。該路面檢測(cè)方法包括：獲得包括路面的V視差圖；以及從V視差圖中提取線段作為路面，其中從V視差圖中提取線段作為路面包括：基于約束的霍夫變換進(jìn)行路面線段估計(jì)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于約束的霍夫變換路面檢測(cè)方法和裝置，可以過(guò)濾噪聲，減小計(jì)算量，更有針對(duì)性地處理路面點(diǎn)，增強(qiáng)路面，更精確地檢測(cè)路面。
【專利說(shuō)明】路面檢測(cè)方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理，更具體地涉及路面檢測(cè)方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]駕駛輔助系統(tǒng)的應(yīng)用日漸普及。道路或車道警告系統(tǒng)(Lane/Road detectionwarning, LDW/RDW)是駕駛輔助系統(tǒng)的子系統(tǒng)，可以避免碰撞，更準(zhǔn)確地確定駕駛方向等。道路檢測(cè)對(duì)于LDW/RDW系統(tǒng)非常關(guān)鍵，只有在知道了道路/[目息的基礎(chǔ)上才可能做進(jìn)一步的處理，例如警告。而且，道路路面檢測(cè)也是3D駕駛環(huán)境理解技術(shù)的非常重要的部分，對(duì)3D駕駛環(huán)境理解技術(shù)中的路邊護(hù)欄檢測(cè)，消失點(diǎn)檢測(cè)，車輛識(shí)別等有很大的影響。
[0003]立體相機(jī)具有可以獲得高精度視差圖及距離圖像的優(yōu)勢(shì)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。理解3D道路場(chǎng)景其中的一個(gè)任務(wù)就是道路路面平面檢測(cè)。但是現(xiàn)有的方法對(duì)于復(fù)雜的環(huán)境不適用，并且容易受噪聲的干擾。
[0004]在非專利文獻(xiàn)U-V-Disparity based Obstacle Detection with 3D Camera andSteerable Filter, Y.Gaoj X.Aij Y.Wang, J.Rarity and N.Dahnounj 2011 IEEEIntelligentVehicles Symposium中，提出了一種路面檢測(cè)方法,其中利用3D相機(jī)獲得深度信息,從而得到UV視差圖，利用霍夫變換提取直線特征，以檢測(cè)路面。
[0005]在發(fā)明名稱為“Object Detecting Apparatus in Which the Position of aPlanar Object Is Estimated by Using Hough Transform”的專利文獻(xiàn)EP762326B1 中，提出了一種使用霍夫變換直接處理原始視差數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)平面物體的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明發(fā)明人經(jīng)分析和實(shí)驗(yàn)分析，現(xiàn)有的常用路面檢測(cè)算法并不適合于復(fù)雜環(huán)境中的路面檢測(cè):最小二乘法對(duì)噪聲敏感，只要有少量的噪聲就會(huì)使估計(jì)出的路面偏離真實(shí)的路面位置；另一方面，傳統(tǒng)的Hough變換只考慮經(jīng)過(guò)直線的點(diǎn)的數(shù)量，當(dāng)路面較弱時(shí)，容易受到護(hù)欄，溝渠等的影響而產(chǎn)生錯(cuò)誤檢測(cè)。
[0007]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，提出了本發(fā)明。
[0008]本發(fā)明的一個(gè)目的是提高路面檢測(cè)的魯棒性，以便適于復(fù)雜環(huán)境下的路面檢測(cè)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種路面檢測(cè)方法，可以包括:獲得包括路面的V視差圖；以及從V視差圖中提取線段作為路面，其中從V視差圖中提取線段作為路面包括:基于約束的霍夫變換進(jìn)行路面線段估計(jì)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種路面檢測(cè)裝置，可以包括:V視差圖獲得部件，用于獲得包括路面的V視差圖；以及路面線段提取部件，從V視差圖中提取線段作為路面，其中路面線段提取部件從V視差圖中提取線段作為路面包括:基于約束的霍夫變換進(jìn)行路面線段估計(jì)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于約束的霍夫變換路面檢測(cè)方法和裝置，可以過(guò)濾噪聲，減小計(jì)算量，更有針對(duì)性地處理路面點(diǎn)，增強(qiáng)路面，更精確地檢測(cè)路面?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是有助于理解本發(fā)明的、作為本發(fā)明應(yīng)用環(huán)境的示例的車載系統(tǒng)示意圖；
[0013]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的路面檢測(cè)方法的整體流程圖；
[0014]圖3中的(a)示意性地示出了車載立體相機(jī)拍攝獲得的道路區(qū)域視差圖的示例，圖3中的(b)示意性地示出了由圖3所示的視差圖變換得到的V視差圖；
[0015]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的由分別表示近視場(chǎng)、中視場(chǎng)和遠(yuǎn)視場(chǎng)的三段線性線段構(gòu)建的路面模型的示意圖；
[0016]圖5示出了霍夫變換的累加空間被限制于一個(gè)小區(qū)域內(nèi)的示例性示意圖；
[0017]圖6中的(a)和(b)分別示出了路面上的點(diǎn)在霍夫空間中的理想霍夫直線簇和實(shí)際霍夫直線簇；
[0018]圖7示意出了聚類和精簡(jiǎn)處理前后的霍夫直線簇的對(duì)比示意圖，其中圖7中的(a)表示未經(jīng)聚類和精簡(jiǎn)的原始霍夫直線簇，圖7中的(b)表示聚類和精簡(jiǎn)后的Hough直線簇；
[0019]圖8中的(a)和(b)分別示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的提取的霍夫變換線段與水平面對(duì)應(yīng)線之間的距離計(jì)算示意圖以及最后選擇的路面線段示意圖；
[0020]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的路面檢測(cè)方法的整體流程圖；
[0021]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的過(guò)濾V視差圖以選擇路面候選點(diǎn)的示例性方法的流程圖；
[0022]圖11示意性地示出過(guò)濾前后的V視差圖，其中圖11中的(a)是過(guò)濾前的V視差圖，圖11中的(b)示出了過(guò)濾后的V視差圖；
[0023]圖12示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的路面檢測(cè)方法的流程圖；
[0024]圖13中的(a)和(b)示出了 V視差圖中檢測(cè)到的路面線段以及逆映射回原視差圖中的對(duì)應(yīng)路面的示例性示意圖；
[0025]圖14中的(a)和(b)示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于約束的霍夫變換路面檢測(cè)和傳統(tǒng)的最小二乘法檢測(cè)和傳統(tǒng)霍夫變換檢測(cè)應(yīng)用于兩個(gè)路面場(chǎng)景下的路面檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比示意圖；
[0026]圖15中的(al)、(bl)、(cl)、(a2)、(b2)、(c2)示出了原始灰度圖像、傳統(tǒng)檢測(cè)方法檢測(cè)到的路面在原視差圖中的顯示、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于約束的霍夫變換方法檢測(cè)到的路面在原視差圖中的顯示的比較示意圖。其中，圖15中的(al)示出了一幅原始灰度圖像、(bl)示出了利用傳統(tǒng)霍夫變換檢測(cè)到的路面在原視差圖中的顯示、(Cl)示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于約束的霍夫變換方法檢測(cè)到的路面在原視差圖中的顯示，圖15中的(a2)示出了一幅原始灰度圖像、(b2)示出了利用傳統(tǒng)霍夫變換檢測(cè)到的路面在原視差圖中的顯示、(c2)示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于約束的霍夫變換方法檢測(cè)到的路面在原視差圖中的顯示；
[0027]圖16示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的路面檢測(cè)裝置的框圖；以及
[0028]圖17是示出按照本發(fā)明實(shí)施例的路面檢測(cè)系統(tǒng)的硬件配置的概念圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。另外，為了避免混淆本發(fā)明的要點(diǎn)，對(duì)于一些本領(lǐng)域公知的技術(shù)將不做詳細(xì)說(shuō)明。
[0030]將按如下順序進(jìn)行描述:
[0031]1、基本概念介紹
[0032]2、路面檢測(cè)方法的第一實(shí)施例
[0033]2.1、路面檢測(cè)方法的整體流程
[0034]2.2、示例1:限制霍夫變換的累加空間
[0035]2.3、示例2:限制霍夫變換的轉(zhuǎn)換范圍
[0036]2.4、示例3:設(shè)置霍夫變換的累加權(quán)值
[0037]2.5、示例4:霍夫直線簇的聚類
[0038]2.6、示例5:霍夫直線簇的精簡(jiǎn)
[0039]2.7、示例6:基于水平距離的霍夫直線提取
[0040]3、路面檢測(cè)方法的第二實(shí)施例
[0041]4、路面檢測(cè)方法的第三實(shí)施例
[0042]5、路面檢測(cè)裝置
[0043]6、系統(tǒng)硬件配置
[0044]1、基本概念介紹
[0045]下面介紹一下基本概念，以便于理解。
[0046]視差，實(shí)際指從某一基線兩端各引一直線到同一較遠(yuǎn)物體時(shí)，其間所成的夾角。一般指從有一定距離的兩個(gè)點(diǎn)上觀察同一個(gè)目標(biāo)所產(chǎn)生的方向差異。從目標(biāo)看兩個(gè)點(diǎn)之間的夾角，叫做這兩個(gè)點(diǎn)的視差角，兩點(diǎn)之間的距離稱作基線。只要知道視差角度和基線長(zhǎng)度，就可以計(jì)算出目標(biāo)和觀測(cè)者之間的距離。
[0047]視差圖(disparity map)是以任一幅圖像為基準(zhǔn),其大小為該基準(zhǔn)圖像的大小,元素值為視差值的圖像。視差圖包含了場(chǎng)景的距離信息。視差圖可以從雙目相機(jī)拍攝的左圖像和右圖像中計(jì)算得到，或者通過(guò)立體視圖中的深度圖計(jì)算得到。
[0048]普通二維視差圖中的某點(diǎn)坐標(biāo)以(U，V)表示,其中U為橫坐標(biāo)，V為縱坐標(biāo)；點(diǎn)(U，V)處的像素的像素值用d(u，v)表示，表示該點(diǎn)(U，V)處的視差。
[0049]為便于理解，形象地說(shuō)，V視差圖可以視為視差圖的側(cè)視圖，而U視差圖可以視為視差圖的俯視圖。V視差圖可以從視差圖中計(jì)算得到。V-視差圖中任意一點(diǎn)(d，v)的灰度值是對(duì)應(yīng)視差圖的縱坐標(biāo)為V的行中視差值等于d的點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
[0050]霍夫變換:就極坐標(biāo)形式而言，過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的一條直線可以用角度Θ和距離P表示為P =XCOS Θ +ysin Θ ,霍夫變換希望找到通過(guò)點(diǎn)最多的一條直線的參數(shù)P和Θ。圖像中的一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)參數(shù)空間中的一條曲線，圖像中的一條直線對(duì)應(yīng)參數(shù)空間中的一個(gè)點(diǎn)。對(duì)圖像上所有的點(diǎn)作霍夫變換，最終所要檢測(cè)的直線對(duì)應(yīng)的是參數(shù)空間中曲線相交最多的那個(gè)點(diǎn)。因?yàn)樵诨舴騾?shù)空間中涉及對(duì)空間中各點(diǎn)所通過(guò)的曲線數(shù)進(jìn)行累加，所以本發(fā)明中有時(shí)也稱霍夫參數(shù)空間為累加空間。另外，因?yàn)樾枰诨舴騾?shù)空間中尋找曲線相交最多的點(diǎn)，因此有時(shí)霍夫參數(shù)空間也被稱為搜索空間。在本文中，除非特別區(qū)分，否則霍夫參數(shù)空間、累加空間、搜索空間可以互換使用。
[0051]2、路面檢測(cè)方法的第一實(shí)施例[0052]圖1是有助于理解本發(fā)明的、作為本發(fā)明應(yīng)用環(huán)境的示例的車載系統(tǒng)示意圖。本發(fā)明的軟件或者硬件實(shí)現(xiàn)可以作為其中的道路檢測(cè)部件。
[0053]2.1、路面檢測(cè)方法的整體流程
[0054]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的路面檢測(cè)方法1000的整體流程圖。
[0055]在步驟SllOO中，獲得包括路面的V視差圖?？梢酝ㄟ^(guò)雙目相機(jī)、多目相機(jī)、立體相機(jī)拍攝并計(jì)算得到包括道路區(qū)域的視差圖，由視差圖變換得到V視差圖；或者從立體視圖中獲得深度圖，根據(jù)深度圖得到視差圖，由視差圖變換得到V視差圖。
[0056]圖3中的(a)示意性地示出了車載立體相機(jī)拍攝獲得的道路區(qū)域視差圖的示例。圖3中的(b)示意性地示出了由圖3所示的視差圖變換得到的V視差圖。
[0057]前文描述的情形是先獲得視差圖，然后從視差圖獲得V視差圖。不過(guò)這僅為示例，也可以通過(guò)對(duì)例如雙目相機(jī)獲得的圖像進(jìn)行處理或計(jì)算，直接獲得V視差圖。
[0058]另外，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例對(duì)于視差圖或者V視差圖可以進(jìn)行去噪處理。
[0059]在步驟S1200中，從V視差圖中提取線段作為路面，其中基于約束的霍夫變換進(jìn)行路面線段估計(jì)。
[0060]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，從V視差圖中提取線段作為路面包括:按照視差從大到小，即按照距離(如相對(duì)于安裝在車輛上的相機(jī)而言)由近到遠(yuǎn)的順序，從V視差圖中提取分段線段作為路面；其中每段線段是基于約束的霍夫變換進(jìn)行估計(jì)得到的；以及基于前一段估計(jì)出的直線參數(shù)來(lái)限定后一段線段的初始直線參數(shù)。
[0061]關(guān)于從V視差圖中提取分段線段來(lái)模擬路面，可以參考由發(fā)明人游贛梅等做出的申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110434873.X的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)中的技術(shù)內(nèi)容。這里，通過(guò)引用將其全文合并于此。
[0062]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的由分別表示近視場(chǎng)、中視場(chǎng)和遠(yuǎn)視場(chǎng)的三段線性線段構(gòu)建的路面模型的示意圖。注意，在該圖以及類似的本發(fā)明的其它V視差圖中，坐標(biāo)原點(diǎn)在左上角，橫軸表示視差，從左向右延伸，縱軸表示高度V，方向從上向下延伸。
[0063]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該分段線性路面模型分為近、中、遠(yuǎn)三部分，分別用來(lái)描述在近距離(或近視場(chǎng))，中距離(或中視場(chǎng))，及遠(yuǎn)距離(或遠(yuǎn)視場(chǎng))處的路面形態(tài)。在該實(shí)施例的模型中，各段路面線段的長(zhǎng)度是自適應(yīng)的，例如通過(guò)檢查在某個(gè)區(qū)間落在該線段上的點(diǎn)的數(shù)目來(lái)確定路面線段的長(zhǎng)度，因而檢測(cè)的精度更高并且對(duì)不同道路類型的適應(yīng)性更強(qiáng)。
[0064]這里順便說(shuō)一下，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的路面檢測(cè)算法是基于分段線性路面模型的，不過(guò)這并不表示路面模型必須是分段線性的，例如，視情況，也可以建立二次曲線模型，這時(shí)將在圖像中檢測(cè)二次曲線。由于路面不總是平坦的，它可能出現(xiàn)上坡或者下坡，這就是說(shuō)路面的側(cè)面輪廓是曲線形式。但是如果直接采用曲線模型來(lái)描述路面，計(jì)算量非常大并且容易受噪聲的干擾。所以本發(fā)明實(shí)施例采用分段線性道路模型，能夠更快速、魯棒的進(jìn)行路面檢測(cè)。
[0065]如前所述，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)披露了利用霍夫變換從V視差圖中提取線段來(lái)估計(jì)平面的技術(shù)。但是，如前所述，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，直接利用簡(jiǎn)單的霍夫變換進(jìn)行V視差圖中的線段提取，具有很多問(wèn)題，一是因?yàn)橐谡麄€(gè)霍夫變換空間中進(jìn)行轉(zhuǎn)換和累加，所以計(jì)算量大，運(yùn)行速度慢；二是，容易受到路邊護(hù)欄、溝渠等的噪聲影響。為了至少一定程度上解決這些問(wèn)題或者不足，本發(fā)明提出了一種基于各種約束的霍夫變換來(lái)估計(jì)復(fù)雜環(huán)境中的路面的方法。關(guān)于利用簡(jiǎn)單的霍夫變換來(lái)估計(jì)路面的方法可以由相同發(fā)明人陳超等的申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210194074.4的發(fā)明專利申請(qǐng)中得到，通過(guò)引用將其全文合并于此。
[0066]下面將對(duì)于基于約束的霍夫變換估計(jì)路面線段的各個(gè)示例加以描述。
[0067]2.2、示例1:限制霍夫變換的累加空間
[0068]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可以根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)來(lái)限制霍夫變換的累加空間(搜索空間)。
[0069]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，包括路面的V視差圖是從固定在車輛上的立體攝像機(jī)拍攝的立體圖像獲得的。例如，雙目相機(jī)安裝在車輛的頂部，拍攝得到左右圖像進(jìn)而得到視差圖。從這樣的視差圖可以轉(zhuǎn)換得到V視差圖。
[0070]因此，可以基于攝像機(jī)的參數(shù)，確定實(shí)際3D環(huán)境中的路面映射到V視差圖中的區(qū)域范圍和傾角范圍。
[0071]攝像機(jī)的參數(shù)包括內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)。攝像機(jī)的外參數(shù)例如有攝像機(jī)到路面的高度，在雙目相機(jī)的情況下左右相機(jī)中心點(diǎn)的距離，圖像平面與路面的夾角等。攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)例如有相機(jī)焦距等。利用這些先驗(yàn)知識(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于數(shù)學(xué)運(yùn)算可以確定路面在V視差圖中的檢測(cè)區(qū)域以及路面直線的傾角范圍。即確定了 V視差圖中路面線段極坐標(biāo)形式P =XCOS Θ+ysin Θ中的P和Θ的取值范圍。從而,基于所述參數(shù)取值范圍，限定霍夫變換的累加空間(也即搜索空間)。
[0072]圖5示出了霍夫變換的累加空間被限制于一個(gè)小區(qū)域內(nèi)的示例性示意圖，其中霍夫變換的累加空間被限制于如點(diǎn)線矩形框示出的區(qū)域內(nèi)。
[0073]另外，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，也可以根據(jù)利用跟蹤信息來(lái)限制霍夫變換的累加空間。這是因?yàn)?，在車輛連續(xù)行駛的過(guò)程中，路面不會(huì)發(fā)生突變，所以本算法可以利用歷史信息(如前一幀乃至前幾幀)作為跟蹤信息來(lái)對(duì)下一幀的檢測(cè)參數(shù)(角度和距離)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0074]如上根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)利用先驗(yàn)信息和/或利用歷史信息來(lái)有效的縮小Hough變換的搜索空間，能夠排除噪聲的干擾，同時(shí)降低處理時(shí)間。
[0075]2.3、示例2:限制霍夫變換的轉(zhuǎn)換范圍
[0076]在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)約束霍夫變換的轉(zhuǎn)換范圍來(lái)加速變換過(guò)程。
[0077]如上所述，實(shí)際路面在V視差圖中的對(duì)應(yīng)線段的根據(jù)霍夫變換的極坐標(biāo)函數(shù)為如下公式:
[0078]P =x.cos ( Θ ) +y.sin ( Θ )
[0079]其中，X表示V視差圖中的對(duì)應(yīng)線段上一點(diǎn)的橫坐標(biāo)值，表示視差值，y表示V視差圖中的對(duì)應(yīng)線段上一點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，表示圖像坐標(biāo)中的高度，其中對(duì)于路面，V視差圖中的對(duì)應(yīng)線段的參數(shù)取值滿足x>0，y>0, Θ e (π/2, π),
[0080]從而導(dǎo)出:
[0081 ] 蓋=-.V.sin(θ) + V.cos(60 < O
[0082]即實(shí)際路面在V視差圖中的極坐標(biāo)函數(shù)在上述參數(shù)取值范圍內(nèi)是單調(diào)減函數(shù)。由此基于P、Θ的取值范圍，在對(duì)圖像中的某像素點(diǎn)進(jìn)行霍夫變換時(shí)，可以通過(guò)下述操作控制轉(zhuǎn)換范圍:[0083]假設(shè)按照已知Θ來(lái)尋找P的方式進(jìn)行霍夫變換，如果在按照Θ從小到大的順序?qū)υ撓袼攸c(diǎn)進(jìn)行霍夫變換的轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)現(xiàn)P小于所確定的P取值范圍的下限，則停止對(duì)該像素點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，接下來(lái)對(duì)V視差圖中的下一像素點(diǎn)進(jìn)行從圖像空間到霍夫空間的轉(zhuǎn)換；或者如果在按照Θ從大到小的順序進(jìn)行霍夫變換的轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)現(xiàn)P大于所確定的P取值范圍的上限，則停止對(duì)該像素點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，接下來(lái)對(duì)V視差圖中的下一像素點(diǎn)進(jìn)行從圖像空間到霍夫空間的轉(zhuǎn)換；或者
[0084]假設(shè)按照已知P來(lái)尋找Θ的方式進(jìn)行霍夫變換，如果在按照P從小到大的順序?qū)δ诚袼攸c(diǎn)進(jìn)行霍夫變換的轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)現(xiàn)Θ小于所確定的Θ取值范圍的下限，則停止對(duì)該像素點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，接下來(lái)對(duì)V視差圖中的下一像素點(diǎn)進(jìn)行從圖像空間到霍夫空間的轉(zhuǎn)換；或者如果在按照P從大到小的順序進(jìn)行霍夫變換的轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)現(xiàn)Θ大于所確定的Θ取值范圍的上限，則停止對(duì)該像素點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，接下來(lái)對(duì)V視差圖中的下一像素點(diǎn)進(jìn)行從圖像空間到霍夫空間的轉(zhuǎn)換。
[0085]可見(jiàn)，根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，可以通過(guò)利用實(shí)際路面在V視差圖中的極坐標(biāo)函數(shù)在上述參數(shù)取值范圍內(nèi)是單調(diào)減函數(shù)的特性來(lái)加速映射過(guò)程，降低處理時(shí)間。
[0086]2.4、示例3:設(shè)置霍夫變換的累加權(quán)值
[0087]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可以根據(jù)V視差圖中的像素點(diǎn)的強(qiáng)度值，設(shè)置霍夫變換的參數(shù)空間中與該像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的曲線的累加權(quán)值。
[0088]如前所述，V視差圖中的像素點(diǎn)的強(qiáng)度值表示在原始視差圖中具有相同y坐標(biāo)與視差值的點(diǎn)的累積個(gè)數(shù)。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的路面檢測(cè)應(yīng)用中，噪聲點(diǎn)比較分散，故其累積值較小，也即體現(xiàn)在V視差圖中的強(qiáng)度值較低；相比之下，路面點(diǎn)更為集中，所以其累積值也較大，即體現(xiàn)在V視差圖中的強(qiáng)度值較高。所以在本發(fā)明的實(shí)施例中通過(guò)設(shè)置強(qiáng)度值作為Hough變換的累積權(quán)值，能夠增強(qiáng)有效的路面點(diǎn)在轉(zhuǎn)換中的重要性，從而提高檢測(cè)精度。
[0089]2.5、示例4:霍夫直線簇的聚類
[0090]圖6中的(a)和(b)分別示出了路面上的點(diǎn)在霍夫空間中的理想霍夫直線簇和實(shí)
際霍夫直線簇。
[0091]理想情況下，三維世界中的平坦路面在V視差圖中表現(xiàn)為嚴(yán)格的一條直線，如圖6中的(a)所示。但是，在實(shí)際情況下，三維世界中的平坦路面在V視差圖中并不嚴(yán)格表現(xiàn)為一條直線，而是近似位于一條直線上。再考慮噪聲干擾的因素，因此路面在V視差圖中的點(diǎn)所映射的霍夫直線簇并不嚴(yán)格的通過(guò)Hough參數(shù)空間中的一個(gè)點(diǎn)，而是通過(guò)一個(gè)小的區(qū)域，如圖6中的(b)所示。
[0092]在這樣的情況下，如果依然按照普通的霍夫變換中的統(tǒng)計(jì)霍夫參數(shù)空間中加權(quán)曲線相交累加值最大的幾個(gè)點(diǎn)，那么可能發(fā)生如下不利情況:當(dāng)霍夫參數(shù)空間中存在權(quán)值較大的孤立一條曲線或相交的若干稀疏曲線(例如對(duì)應(yīng)于路面環(huán)境中的溝渠)時(shí)，該孤立的曲線或者若干稀疏曲線的累加值較大，因?yàn)槁访嬖诨舴騾?shù)空間中對(duì)應(yīng)的直線簇表現(xiàn)為圖6(b)中點(diǎn)線矩形框內(nèi)的聚集但不嚴(yán)格交于一點(diǎn)的形式，所以可能實(shí)際標(biāo)征路面的霍夫參數(shù)空間中的點(diǎn)(圖6(b)中點(diǎn)線矩形框內(nèi))累加值沒(méi)有足夠高的超過(guò)該孤立的曲線或者若干稀疏曲線的累加值，從而使得實(shí)際標(biāo)征路面的霍夫參數(shù)空間中的點(diǎn)(圖6(b)中點(diǎn)線矩形框內(nèi))未被選擇。[0093]為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，基于約束的霍夫變換進(jìn)行路面線段估計(jì)包括，通過(guò)下述操作來(lái)匯聚近似通過(guò)霍夫參數(shù)空間中一點(diǎn)的直線，以減小干擾:用第一窗口掃描Hough參數(shù)空間,將第一窗口內(nèi)的Hough曲線的加權(quán)值進(jìn)行累積，將累積值置于窗口的中心；以及用第二窗口掃描Hough參數(shù)空間，尋找窗口內(nèi)的累積加權(quán)值最大的點(diǎn)，僅保留該點(diǎn)，窗口內(nèi)其它點(diǎn)被置為O。上述第一窗口和第二窗口的大小，可以根據(jù)所要求的精度以及路面的實(shí)際情況來(lái)認(rèn)為設(shè)置，或者通過(guò)學(xué)習(xí)來(lái)設(shè)置。
[0094]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的上述操作，匯聚于一個(gè)小區(qū)域內(nèi)的霍夫直線簇被累加(或者說(shuō)，聚集)起來(lái)表現(xiàn)為一個(gè)點(diǎn)，從而可以保證不被漏選。
[0095]2.6、示例5:霍夫直線簇的精簡(jiǎn)
[0096]在霍夫參數(shù)空間中，存在眾多的霍夫直線簇，需要進(jìn)行霍夫直線簇的篩選工作。
[0097]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，搜索整個(gè)Hough累加空間，尋找累加值中的全局最大值，以該全局最大值的預(yù)定比率作為動(dòng)態(tài)閾值。然后利用該動(dòng)態(tài)閾值來(lái)篩選候選的Hough直線簇，只有累加值大于動(dòng)態(tài)閾值的直線才被保留。
[0098]經(jīng)過(guò)上述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)霍夫直線簇的聚類和精簡(jiǎn)處理，大部分的噪聲以及弱小物體的邊緣(例如，溝渠對(duì)應(yīng)的部分)得以去除。
[0099]圖7示意出了聚類和精簡(jiǎn)處理前后的霍夫直線簇的對(duì)比示意圖。其中圖7中的(a)表示未經(jīng)聚類和精簡(jiǎn)的原始霍夫直線簇，圖7中的(b)表示聚類和精簡(jiǎn)后的Hough直線簇。
[0100]2.7、示例6 :基于水平距離的霍夫直線提取
[0101]在實(shí)際的3D場(chǎng)景中，路面通常處于比較低的位置。在經(jīng)過(guò)映射之得到的V視差圖當(dāng)中，路面的側(cè)面輪廓線依然位于圖像底部。通常，由于一些低于路面的物體比較弱(如溝渠等)，則通過(guò)例如Hough直線簇聚類與精簡(jiǎn)等處理就可以排除。
[0102]因此，利用路面的高度特征，應(yīng)該從霍夫變換所提取的線段中選擇相對(duì)而言處于V視差圖最底部的線段作為路面直線。
[0103]圖8中的(a)和(b)分別示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的提取的霍夫變換線段與水平面對(duì)應(yīng)線之間的距離計(jì)算以及最后選擇的路面線段。
[0104]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，為了度量路面線段的這種高度，引入了一個(gè)與車輛上固定的雙目相機(jī)高度相同的水平面。在經(jīng)過(guò)投影之后，3D空間中的水平面映射成V視差圖中的一條直線(下文稱之為水平面對(duì)應(yīng)線)。更具體地，如果雙目相機(jī)的光軸與水平面平行(或者說(shuō)雙目相機(jī)相對(duì)于水平面的俯仰角為零)，則3D空間中的水平面在V視差圖呈現(xiàn)為水平線，否則將不是水平線，而是根據(jù)俯仰角的不同而向上偏或向下偏。
[0105]如圖8中的(a)所示，為了度量路面線段與水平面對(duì)應(yīng)線這兩條線之間的距離，弓丨入了水平距離D，示例性地，可以按照下式定義水平距離D:
[0106]D=A 丄+(1-入)d2
[0107]d
^A2+B2^Ja2+B2
[0108]其中，A、B、C是表征水平面對(duì)應(yīng)線的參數(shù)，(xl，yl)、(x2, y2)是霍夫變換所提取的線段的兩個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)值，λ是加權(quán)系數(shù)。
[0109]計(jì)算得到各個(gè)霍夫變換提取的線段與水平面對(duì)應(yīng)線之間的距離之后，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可以選擇霍夫變換所提取的線段中在該水平面對(duì)應(yīng)線之下且與該水平面對(duì)應(yīng)線之間的距離最大的線段作為路面。圖8中的(b)顯示了根據(jù)距離所選取的路面線段。
[0110]前面2.2到2.7小節(jié)給出了根據(jù)路面檢測(cè)應(yīng)用對(duì)霍夫變換檢測(cè)路面線段所施加的約束的各種示例。需要說(shuō)明的是，各種約束手段可以單獨(dú)使用，也可以幾種或者全部結(jié)合起來(lái)使用。
[0111]3、路面檢測(cè)方法的第二實(shí)施例
[0112]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的路面檢測(cè)方法2000的整體流程圖。
[0113]第二實(shí)施例的路面檢測(cè)方法2000與第一實(shí)施例的路面檢測(cè)方法1000的不同在于多了步驟S2110。關(guān)于步驟S2100和步驟S2200的實(shí)現(xiàn)，可以參考結(jié)合圖1所描述的步驟SllOO和S1200，這里不再贅述。
[0114]如圖9所示，在步驟S2110中，過(guò)濾V視差圖以選取路面候選點(diǎn)。
[0115]如果不加處理地對(duì)V視差圖通過(guò)霍夫變換進(jìn)行線段提取，噪聲很多，檢測(cè)結(jié)果不精確；而且計(jì)算量很大。
[0116]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，過(guò)濾V視差圖以進(jìn)行路面候選點(diǎn)的選擇，以便去除無(wú)效點(diǎn)，提高計(jì)算效率，防止噪聲干擾。
[0117]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的過(guò)濾V視差圖以選擇路面候選點(diǎn)的示例性方法2110的流程圖。
[0118]下面結(jié)合圖10描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的過(guò)濾V視差圖以選擇路面候選點(diǎn)的示例性方法2110。該方法2110可以應(yīng)用于圖9中的步驟S2110。
[0119]如圖10所示，在步驟S2111中，接收V視差圖作為輸入。
[0120]在步驟S2112中，按照從下到上的順序掃描各列，來(lái)選擇路面候選點(diǎn)，這是因?yàn)樗械能囕v、建筑物、行人等都高于路面，在映射之后，路面點(diǎn)通常位于底部，因此從下到上的掃描順序符合路面的實(shí)際位置特性。
[0121]在步驟S2113中，依據(jù)分類條件，所有的像素點(diǎn)被分類為路面點(diǎn)或背景點(diǎn)，對(duì)于每一個(gè)像素點(diǎn)Pi，有兩個(gè)判別準(zhǔn)則:(I)其強(qiáng)度值大于預(yù)設(shè)的閾值TI ; (2)其鄰域內(nèi)的像素點(diǎn)的數(shù)量大于閾值TN。
[0122]基于這兩個(gè)條件，對(duì)每一列進(jìn)行路面點(diǎn)的保留，其保留規(guī)則為:對(duì)于每一列，根據(jù)以下情況，分別保留O個(gè)，I個(gè)，2個(gè)路面候選點(diǎn)。
[0123]具體保留規(guī)則為:
[0124](I)若某一列中的所有點(diǎn)，都不滿足判別準(zhǔn)則中的任何一個(gè)條件，該列不選擇任何點(diǎn)(步驟S2116)；
[0125](2)若某一列中，從下到上掃描到的第一個(gè)滿足判別準(zhǔn)則中任意一個(gè)條件的點(diǎn)，同時(shí)滿足判別準(zhǔn)則中的兩個(gè)條件，則該列僅保留這一個(gè)點(diǎn)(步驟S2115)；
[0126](3)若某一列中，從下到上掃描到的第一個(gè)滿足判別準(zhǔn)則中任意一個(gè)條件的點(diǎn)，僅滿足判別準(zhǔn)則中的一個(gè)條件，則除保留該點(diǎn)之外，繼續(xù)掃描，搜索并保留滿足判別準(zhǔn)則中任意一個(gè)條件的第2個(gè)點(diǎn)(步驟S2114)。
[0127]在步驟S2117，輸出或存儲(chǔ)所有保留的路面點(diǎn)。
[0128]圖11示意性地示出過(guò)濾前后的V視差圖，其中圖11中的(a)是過(guò)濾前的V視差圖，圖11中的(b)示出了過(guò)濾后的V視差圖。可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)V視差圖過(guò)濾之后，大量無(wú)效點(diǎn)去除了，少量的有效的路面點(diǎn)保留了下來(lái)，由此計(jì)算量會(huì)大大減小。[0129]4、路面檢測(cè)方法的第三實(shí)施例
[0130]圖12示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的路面檢測(cè)方法3000的流程圖。
[0131]在圖12示出的路面檢測(cè)方法中，對(duì)于獲得的V視差圖進(jìn)行過(guò)濾，應(yīng)用基于各種約束的霍夫變換，并且可選地，可以考慮基于歷史信息來(lái)指導(dǎo)下一幀的V視差圖中的路面檢測(cè)。第三實(shí)施例的路面檢測(cè)方法3000可以視為對(duì)第一實(shí)施例的路面檢測(cè)方法1000和第二實(shí)施例的路面檢測(cè)方法2000的一個(gè)優(yōu)化組合示例。
[0132]具體地，在步驟S3100中，獲得包括路面的V視差圖，該步驟的操作可以參考第一實(shí)施例中的步驟S1100。
[0133]在步驟S3110中，對(duì)所獲得的V視差圖進(jìn)行過(guò)濾以選取路面候選點(diǎn)，該步驟的操作可以參考第二實(shí)施例中的步驟S2110。
[0134]在步驟S3210中，如上面第2.2小節(jié)中所述的，限制霍夫變換的累加空間。
[0135]在步驟S3220中，如上面第2.3小節(jié)中所述的，約束霍夫變換的轉(zhuǎn)換范圍。
[0136]在步驟S3230中，如上面第2.4小節(jié)所述的，設(shè)置霍夫變換搜索空間中的曲線的累加權(quán)值。
[0137]在步驟S3240中，如上面第2.5小節(jié)所述的，對(duì)霍夫直線簇進(jìn)行聚類，以匯聚近似通過(guò)霍夫參數(shù)空間中一點(diǎn)的直線，減小干擾。
[0138]在步驟S3250中，如上面第2.6小節(jié)所述的，對(duì)霍夫直線簇進(jìn)行精簡(jiǎn)或者說(shuō)篩選。
[0139]在步驟S3260中，如上面第2.7小節(jié)所述的，對(duì)于精簡(jiǎn)后的霍夫直線，基于各條直線與水平面對(duì)應(yīng)線的距離，判斷哪條直線位于底部，并選擇所確定的處于底部的直線作為路面直線。
[0140]在步驟S3270中，輸出檢測(cè)到的路面線段。對(duì)于此步輸出操作，可以是簡(jiǎn)單地在V視差圖中進(jìn)行輸出和顯示?；蛘邚腣視差圖中逆變換(或者所，還原)到視差圖中，以在視差圖中進(jìn)行顯示，甚至是對(duì)應(yīng)到灰度圖像中，在灰度圖像中進(jìn)行更直觀的路面指示。圖13示出了V視差圖中檢測(cè)到的路面線段以及逆映射回原視差圖中的對(duì)應(yīng)路面的示例性示意圖，其中圖13中的(a)示出了 V視差圖中檢測(cè)到的路面線段的示例性示意圖，以及圖13中的(b)示出了該V視差圖中的路面線段逆映射回原視差圖中的對(duì)應(yīng)路面的示例性示意圖，另外圖13中的(a)中的三條豎線用于分割表示近視場(chǎng)、中視場(chǎng)和遠(yuǎn)視場(chǎng)的三段線性線段(后面的圖14中的(a)中和(b)中的三條豎線同樣如此)。
[0141]另外，如圖12的虛線指示的流程走向所示，可選地，可以根據(jù)本發(fā)明的基于多約束的霍夫變換路面線段提取來(lái)跟蹤下一幀的路面檢測(cè)。具體地，例如，在當(dāng)前幀V視差圖中檢測(cè)到路面線段后，在步驟S3300中，獲得下一幀V視差圖，然后回到步驟S3110中。所不同的是，在后續(xù)的各個(gè)霍夫變換約束施加步驟S3210到S3260中，有關(guān)參數(shù)可以參考作為先前幀處理結(jié)果獲得的參數(shù)。例如，如果在第η幀中，獲得了路面線段的參數(shù)ρη、θη，則考慮到車輛行駛過(guò)程中路面不會(huì)發(fā)生突變，因此在步驟S3210，可以限定霍夫變換的累加空間為Pn土Δρ、θη土Δρ所圈定的范圍。
[0142]圖14示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于約束的霍夫變換路面檢測(cè)和傳統(tǒng)的最小二乘法檢測(cè)和傳統(tǒng)霍夫變換檢測(cè)應(yīng)用于兩個(gè)路面場(chǎng)景下的路面檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比示意圖。在圖14中的(a)中，按紙面方向，從上至下的三條分段線段分別是應(yīng)用最小二乘法、傳統(tǒng)霍夫變換和本發(fā)明的基于約束的霍夫變換檢測(cè)到的路面直線。在圖14中的(b)中，按紙面方向，從上至下的三條分段線段分別是應(yīng)用傳統(tǒng)霍夫變換和、最小二乘法和本發(fā)明的基于約束的霍夫變換檢測(cè)到的路面直線。相對(duì)于最小二乘法和傳統(tǒng)霍夫變換，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于約束的霍夫變換路面直線檢測(cè)方法更準(zhǔn)確地檢測(cè)到了路面，其既沒(méi)有將最底部的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直線(在本示例中，對(duì)應(yīng)于溝渠)作為路面直線，也沒(méi)有將頂部的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直線(在本示例中，對(duì)應(yīng)于護(hù)欄)作為路面直線，而是恰當(dāng)?shù)貦z測(cè)到了相對(duì)處于底部的路面。
[0143]為了更直觀地進(jìn)行對(duì)比，可以基于V視差圖中檢測(cè)到的路面線段，確定V視差圖中的路面點(diǎn)，將這些點(diǎn)逆映射到(還原回)原視差圖。具體地，基于檢測(cè)到的V視差圖中的路面線段，如y=kd+b，對(duì)于任一距離(或視差)d，可以計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的路面高度(在圖像坐標(biāo)中的)，從而可以在原視差圖中確定該高度和距離處的所有路面點(diǎn)。圖15示出了原始灰度圖像、傳統(tǒng)檢測(cè)方法檢測(cè)到的路面在原視差圖中的顯示、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于約束的霍夫變換方法檢測(cè)到的路面在原視差圖中的顯示的比較示意圖。其中，圖15中的(al)示出了一幅原始灰度圖像、(bl)示出了利用傳統(tǒng)霍夫變換檢測(cè)到的路面在原視差圖中的顯示、(Cl)示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于約束的霍夫變換方法檢測(cè)到的路面在原視差圖中的顯示。類似地，圖15中的(a2)示出了一幅原始灰度圖像、(b2)示出了利用傳統(tǒng)霍夫變換檢測(cè)到的路面在原視差圖中的顯示、(c2)示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于約束的霍夫變換方法檢測(cè)到的路面在原視差圖中的顯示。從圖15中的(bl)可見(jiàn)，傳統(tǒng)的霍夫變換路面檢測(cè)沒(méi)有排除掉車輛(如矩形框內(nèi)的部分所示)，而從圖15中的(Cl)可見(jiàn)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于約束的霍夫變換路面檢測(cè)結(jié)果中排除了車輛。類似地，從圖15中的(b2)可見(jiàn)，傳統(tǒng)的霍夫變換路面檢測(cè)沒(méi)有排除掉柵欄(如矩形框內(nèi)的部分所示)，而從圖15中的(c2)可見(jiàn)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于約束的霍夫變換路面檢測(cè)結(jié)果中排除了柵欄。而且，如圖15中的(Cl)所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于約束的霍夫變換路面檢測(cè)結(jié)果中保留了道路標(biāo)線。另外如圖15中的(c2)所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于約束的霍夫變換路面檢測(cè)結(jié)果中增強(qiáng)了路面。
[0144]利用上面所述的第一、第二、第三實(shí)施例的基于約束的霍夫變換路面檢測(cè)方法，可以過(guò)濾噪聲，減小計(jì)算量，更有針對(duì)性地處理路面點(diǎn)，增強(qiáng)路面，更精確地檢測(cè)路面。
[0145]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的路面檢測(cè)方法能夠精確的檢測(cè)到路面，那么在后續(xù)的檢測(cè)與識(shí)別中就可以根據(jù)路面的高度來(lái)排除那些非目標(biāo)的物體與非道路的區(qū)域。
[0146]更具體地，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)利用跟蹤信息和/或先驗(yàn)知識(shí)限制Hough變換的累加空間，排除了噪聲并減小了數(shù)據(jù)量。
[0147]根據(jù)另一實(shí)施例，通過(guò)限制轉(zhuǎn)換范圍，加速了變換過(guò)程。
[0148]根據(jù)再一實(shí)施例，通過(guò)例如基于強(qiáng)度值設(shè)置累加的權(quán)值，提高了算法精度。
[0149]根據(jù)另一實(shí)施例，通過(guò)霍夫直線簇的聚類與精簡(jiǎn)，增強(qiáng)了檢測(cè)的適應(yīng)性與魯棒性。
[0150]根據(jù)再一實(shí)施例，通過(guò)基于水平面距離的路面直線的選取，減小了護(hù)欄，溝渠及噪
聲等的影響。
[0151]根據(jù)再一實(shí)施例，通過(guò)過(guò)濾V視差圖選取路面候選點(diǎn)，減小了噪聲的影響，大大降低了計(jì)算量。
[0152]5、路面檢測(cè)裝置
[0153]圖16示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的路面檢測(cè)裝置4000的框圖。
[0154]如圖16所示，路面檢測(cè)裝置4000可以包括:V視差圖獲得部件4100，用于獲得包括路面的V視差圖；路面線段提取部件4200，用于從V視差圖中提取線段作為路面，其中路面線段提取部件從V視差圖中提取線段作為路面包括。
[0155]關(guān)于路面檢測(cè)裝置4000各部件的操作可以參考結(jié)合圖2、8、11所示的流程圖進(jìn)行的描述，這里不再贅述。
[0156]6、系統(tǒng)硬件配置
[0157]本發(fā)明還可以通過(guò)一種檢測(cè)道路區(qū)域和/或檢測(cè)分道線的系統(tǒng)來(lái)實(shí)施。圖17是示出按照本發(fā)明實(shí)施例的路面檢測(cè)系統(tǒng)6000的硬件配置的概念圖。如圖17所示，路面檢測(cè)系統(tǒng)6000可以包括:輸入設(shè)備6100,用于從外部輸入將要處理的圖像,例如雙目相機(jī)拍攝的左右圖像、立體相機(jī)拍攝的立體視頻等，該輸入設(shè)備例如可以包括鍵盤、鼠標(biāo)器、以及通信網(wǎng)絡(luò)及其所連接的遠(yuǎn)程輸入設(shè)備等等；處理設(shè)備6200，用于實(shí)施上述的按照本發(fā)明實(shí)施例的路面檢測(cè)方法，或者實(shí)施為上述的按照本發(fā)明實(shí)施例的路面檢測(cè)設(shè)備，例如可以包括計(jì)算機(jī)的中央處理器或其它的具有處理能力的芯片等等，可以連接到諸如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)(未示出)，根據(jù)處理過(guò)程的需要而從網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)例如左右圖像等等；輸出設(shè)備6300，用于向外部輸出實(shí)施上述路面檢測(cè)過(guò)程所得的結(jié)果，例如可以包括顯示器、打印機(jī)、以及通信網(wǎng)絡(luò)及其所連接的遠(yuǎn)程輸出設(shè)備等等；以及存儲(chǔ)設(shè)備6400，用于以易失或非易失的方式存儲(chǔ)上述從網(wǎng)絡(luò)中查找與主題詞相關(guān)的名稱的過(guò)程所涉及的圖像、所得的結(jié)果、命令、中間數(shù)據(jù)等等，例如可以包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、硬盤、或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等等的各種易失或非易失性存儲(chǔ)器。
[0158]7、總結(jié)
[0159]上文描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的路面檢測(cè)方法和路面檢測(cè)裝置。
[0160]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，該路面檢測(cè)方法可以包括:獲得包括路面的V視差圖；以及從V視差圖中提取線段作為路面，其中從V視差圖中提取線段作為路面包括:基于約束的霍夫變換進(jìn)行路面線段估計(jì)。
[0161]所述包括路面的V視差圖可以是從固定在車輛上的立體攝像機(jī)拍攝的立體圖像獲得的，基于攝像機(jī)的參數(shù)，確定實(shí)際3D環(huán)境中的路面映射到V視差圖中的區(qū)域范圍和傾角范圍。其中從基于約束的霍夫變換進(jìn)行路面線段估計(jì)可以包括:基于3D環(huán)境中的路面映射到V視差圖中的區(qū)域范圍和傾角范圍，確定實(shí)際路面在V視差圖中的對(duì)應(yīng)線段的在霍夫變換的參數(shù)空間中的參數(shù)取值范圍。由此，基于先驗(yàn)知識(shí)限制了霍夫變換的累加空間，排除了噪聲并減小了數(shù)據(jù)量和計(jì)算量。
[0162]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，可以基于對(duì)當(dāng)前幀的路面線段的檢測(cè)的結(jié)果來(lái)為下一幀的路面線段的檢測(cè)提供預(yù)測(cè)，例如限制下一幀相關(guān)的霍夫變換的累加空間，由此排除了噪聲并減小了數(shù)據(jù)量和計(jì)算量。
[0163]根據(jù)再一實(shí)施例，實(shí)際路面在V視差圖中的對(duì)應(yīng)線段的根據(jù)霍夫變換的極坐標(biāo)函數(shù)為如下公式:
[0164]P =x.cos ( Θ ) +y.sin ( Θ )
[0165]其中，X表示V視差圖中的對(duì)應(yīng)線段上一點(diǎn)的橫坐標(biāo)值，表示視差值，y表示V視差圖中的對(duì)應(yīng)線段上一點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，表示圖像坐標(biāo)中的高度，其中對(duì)于路面，V視差圖中的對(duì)應(yīng)線段的參數(shù)取值滿足x>0，y > O, Θ e (ji/2, ji),
[0166]從而導(dǎo)出:
【權(quán)利要求】
1.一種路面檢測(cè)方法，包括: 獲得包括路面的V視差圖；以及 從V視差圖中提取線段作為路面， 其中從V視差圖中提取線段作為路面包括: 基于約束的霍夫變換進(jìn)行路面線段估計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的路面檢測(cè)方法，其中包括路面的V視差圖是從固定在車輛上的立體攝像機(jī)拍攝的立體圖像獲得的，基于攝像機(jī)的參數(shù)，確定實(shí)際3D環(huán)境中的路面映射到V視差圖中的區(qū)域范圍和傾角范圍， 以及其中從基于約束的霍夫變換進(jìn)行路面線段估計(jì)包括: 基于3D環(huán)境中的路面映射到V視差圖中的區(qū)域范圍和傾角范圍，確定實(shí)際路面在V視差圖中的對(duì)應(yīng)線段的在霍夫變換的參數(shù)空間中的參數(shù)取值范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的路面檢測(cè)方法，其中實(shí)際路面在V視差圖中的對(duì)應(yīng)線段的根據(jù)霍夫變換的極坐標(biāo)函數(shù)為如下公式:
P =x.cos ( Θ ) +y.sin ( Θ ) 其中，X表示V視差圖中的對(duì)應(yīng)線段上一點(diǎn)的橫坐標(biāo)值，表示視差值，y表示V視差圖中的對(duì)應(yīng)線段上一點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，表示圖像坐標(biāo)中的高度，其中對(duì)于路面，V視差圖中的對(duì)應(yīng)線段的參數(shù)取值滿足x>0，y > O, Θ e (Ji /2，Ji)， 從而導(dǎo)出:
4.根據(jù)權(quán)利要求1的路面檢測(cè)方法，其中基于約束的霍夫變換進(jìn)行路面線段估計(jì)包括: 根據(jù)V視差圖中的像素點(diǎn)的強(qiáng)度值，設(shè)置霍夫變換的參數(shù)空間中與該像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的曲線的累加權(quán)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的路面檢測(cè)方法，其中基于約束的霍夫變換進(jìn)行路面線段估計(jì)包括，通過(guò)下述操作來(lái)匯聚近似通過(guò)霍夫參數(shù)空間中一點(diǎn)的直線，以減小干擾: 用第一窗口掃描Hough參數(shù)空間,將第一窗口內(nèi)的Hough曲線的加權(quán)值進(jìn)行累積，將累積值置于窗口的中心；以及 用第二窗口掃描Hough參數(shù)空間，尋找窗口內(nèi)的累積加權(quán)值最大的點(diǎn)，僅保留該點(diǎn)，窗口內(nèi)其它點(diǎn)被置為O。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的路面檢測(cè)方法，其中基于約束的霍夫變換進(jìn)行路面線段估計(jì)還包括: 搜索整個(gè)Hough累加空間，尋找累加值中的全局最大值，以該全局最大值的預(yù)定比率作為動(dòng)態(tài)閾值。然后利用該動(dòng)態(tài)閾值來(lái)篩選候選的Hough直線簇，只有累加值大于動(dòng)態(tài)閾值的直線才被保留。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的路面檢測(cè)方法，還包括通過(guò)下述操作從霍夫變換所提取的線段中選擇相對(duì)處于V視差圖最底部的線段作為路面: 獲得V視差圖中與實(shí)際3D環(huán)境中與雙目相機(jī)高度相同的水平面對(duì)應(yīng)的水平面對(duì)應(yīng)線.通過(guò)下述公式度量霍夫變換所提取的線段與該水平面線之間的距離，
8.根據(jù)權(quán)利要求1的路面檢測(cè)方法，還包括在基于約束的霍夫變換進(jìn)行路面線段估計(jì)之前，通過(guò)下述操作來(lái)過(guò)濾V視差圖以選取路面候選點(diǎn)， 1)從下到上掃描各列，判斷各個(gè)像素點(diǎn)是否滿足至少如下兩個(gè)條件:條件1，像素點(diǎn)的強(qiáng)度值大于預(yù)定強(qiáng)度閾值，條件2，像素點(diǎn)鄰域內(nèi)的像素點(diǎn)的數(shù)量大于預(yù)定數(shù)量閾值； 2)如果某一列中不存在滿足條件I或條件2的像素點(diǎn)，則不從該列選擇任何像素點(diǎn)； 3)如果某一列中，從下到上掃描到的第一個(gè)滿足上述兩個(gè)條件中的任意一個(gè)條件的像素點(diǎn)，同時(shí)滿足該兩個(gè)條件中的另一個(gè)條件，則停止對(duì)該列的掃描，且該列僅保留該像素占.4)如果某一列中，從下到上掃描到的第一個(gè)滿足上述兩個(gè)條件中的任意一個(gè)條件的像素點(diǎn)，不同時(shí)滿足該兩個(gè)條件中的另一個(gè)條件，則保留該像素點(diǎn)，并繼續(xù)掃描，搜索并保留滿足所述兩個(gè)條件中的任意一個(gè)條件的預(yù)定數(shù)目個(gè)像素點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的路面檢測(cè)方法，所述從V視差圖中提取線段作為路面包括: 按照視差從大到小的順序，從V視差圖中提取分段線段作為路面； 其中每段線段是基于約束的霍夫變換進(jìn)行估計(jì)得到的；以及 基于前一段估計(jì)出的直線參數(shù)來(lái)限定后一段線段的初始直線參數(shù)。
10.一種路面檢測(cè)裝置，包括: V視差圖獲得部件，用于獲得包括路面的V視差圖；以及 路面線段提取部件，從V視差圖中提取線段作為路面， 其中路面線段提取部件從V視差圖中提取線段作為路面包括:基于約束的霍夫變換進(jìn)行路面線段估計(jì) 。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK103854008SQ201210513215
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月4日
【發(fā)明者】陳超, 游贛梅, 師忠超, 魯耀杰, 王剛 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光