一種候選車道線混合判斷識(shí)別方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及智能交通領(lǐng)域，尤其涉及一種候選車道線混合判斷識(shí)別方法，包括：確定感興趣區(qū)域，對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行細(xì)化，對(duì)所有邊緣點(diǎn)進(jìn)行Hough變換，得到N條候選車道線，候選車道線進(jìn)行單側(cè)車道線混合判斷刪除可靠性低的候選車道線，對(duì)可靠性一般的候選車道線進(jìn)行主方向一致性判斷刪除主方向不一致的候選車道線，最后進(jìn)行雙側(cè)車道線的混合判斷，輸出最終的候選車道線為結(jié)果。本發(fā)明采用細(xì)化感興趣區(qū)域、單側(cè)車道線混合判斷、雙側(cè)車道線混合判斷方法，在細(xì)化的感興趣區(qū)域內(nèi)進(jìn)行獨(dú)立處理分析，刪除不符合的候選車道線，能快速找到最可能的車道線，計(jì)算冗余度少，穩(wěn)定度高，減少干擾影響。
【專利說(shuō)明】一種候選車道線混合判斷識(shí)別方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能交通領(lǐng)域，尤其涉及一種候選車道線混合判斷識(shí)別方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 車道線是基本的交通標(biāo)志，用于分隔不同行駛車道的實(shí)線或虛線。車道偏離預(yù)警 系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要的應(yīng)用，其核心技術(shù)為車道線檢測(cè)?，F(xiàn)有的車道線檢測(cè)方 法大部分是先獲得車道邊緣點(diǎn)，再通過(guò)Hough變換或者直線擬合算法得到多條候選直線參 數(shù)。
[0003] 邊緣點(diǎn)的尋找受路面字符和箭頭的影響大，從整個(gè)圖像的尋找會(huì)增加復(fù)雜度。專 利[201310534595]從內(nèi)側(cè)向外搜索靠近車輛最近的邊緣點(diǎn)，容易受到道路干擾的影響。
[0004] 專利[201110367612]是基于Hough變換的直線檢測(cè)，對(duì)邊緣點(diǎn)在90度內(nèi)的變換 仍然存在很多冗余計(jì)算量；候選車道線的篩選依據(jù)左右車道線之間寬度判斷不夠準(zhǔn)確。沒(méi) 有從多個(gè)角度綜合計(jì)算候選車道線的置信度。專利[201110144128]中置信度采用灰度值 變換的梯度值，對(duì)道路上較亮的干擾魯棒性差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為克服上述的不足之處，目的在于提供一種快速準(zhǔn)確的候選車道線混合判 斷識(shí)別方法。
[0006] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的：一種候選車道線混合判斷識(shí)別方法， 包括以下步驟：
[0007] 1)提取圖像幀并對(duì)圖像幀進(jìn)行相機(jī)標(biāo)定，得到消失點(diǎn)；根據(jù)預(yù)設(shè)值得到左、右邊 界點(diǎn)；由消失點(diǎn)、左邊界點(diǎn)、右邊界點(diǎn)形成等腰三角形為感興趣區(qū)域，感興趣區(qū)域的底角值 為角度閾值
[0008] 2)細(xì)化感興趣區(qū)域，圖像分為左感興趣區(qū)域和右感興趣區(qū)域；
[0009] 3)基于Hough變換的車道線檢索步驟：分別對(duì)左感興趣區(qū)域、右感興趣區(qū)域進(jìn)行 掃描，得到邊緣點(diǎn)；對(duì)所有邊緣點(diǎn)進(jìn)行Hough變換；
[0010] 4)根據(jù)前幀車道線結(jié)果，在Hough矩陣Μ(Ρ，Θ)中進(jìn)行N次不重復(fù)的最大值搜 索，得到N條候選車道線；
[0011] 5)單側(cè)車道線混合判斷：
[0012] 5.1)候選車道線由 L(P，Θ)確定直線方程，L(x，y):y = -x/tan(0) + p/ sin ( θ )，由L (x，y)對(duì)得到參數(shù)判斷是否符合混合條件，刪除不符合的候選車道；
[0013] 5.2)由L(x，y)和邊緣圖像得到候選車道線的邊緣點(diǎn)，邊緣點(diǎn)的橫向局部區(qū)域搜 索得到邊界點(diǎn)，邊界點(diǎn)直線擬合后計(jì)算擬合相關(guān)系數(shù)r，對(duì)r進(jìn)行判斷：r大于0. 85的候選 車道線認(rèn)為可靠性高，繼續(xù)步驟7) ;r小于0. 5的候選車道線認(rèn)為可靠性低，刪除該候選車 道線；r介于0. 5至0. 85的候選車道線認(rèn)為可靠性一般，繼續(xù)步驟6);
[0014] 6)可靠性一般的候選車道線進(jìn)行主方向一致性判斷：將候選車道線的角度換算 為方向角度eliM，計(jì)算每個(gè)邊緣點(diǎn)的主方向并統(tǒng)計(jì)所有主方向得到某一方向個(gè)數(shù)最多的 為主方向θ main，θ lim與θ main的差小于預(yù)設(shè)值，則候選車道線的主方向一致，反之不一致；
[0015] 7)雙側(cè)車道線的混合判斷：擬合候選車道線的路面直線L(X. Y)，計(jì)算兩側(cè)候選直 線在車前方和車前10米兩處的距離差，認(rèn)為距離差小于〇. 5米的兩側(cè)候選車道線平行；不 平行的兩側(cè)候選車道線根據(jù)候選車道線的邊界置信度和位置差進(jìn)行刪除或保留；最 終輸出的候選車道線為檢測(cè)結(jié)果。
[0016] 作為優(yōu)選，所述細(xì)化感興趣區(qū)域具體包括以下步驟：
[0017] 2. 1)若全局檢測(cè)表示前幀圖像未檢測(cè)到車道線，以圖像中軸為分界線將感興趣區(qū) 域分為左感興趣區(qū)域和右感興趣區(qū)域；
[0018] 2. 2)若動(dòng)態(tài)檢測(cè)表示前幀圖像檢測(cè)到車道線，進(jìn)行左感興趣區(qū)域、右感興趣區(qū)域 動(dòng)態(tài)設(shè)置；
[0019] 作為優(yōu)選，所述單側(cè)車道線混合判斷時(shí)，得到每條候選車道線的以下參數(shù)：候選車 道線經(jīng)過(guò)的邊緣點(diǎn)位置Ptp Pt2,…，Ptn候選線經(jīng)過(guò)的邊緣點(diǎn)個(gè)數(shù)rVpt、候選線L(x, y)與 消失線y = Pvanish. y交點(diǎn)位置Ρ?ι、候選線上邊緣點(diǎn)序列的局部最長(zhǎng)起始點(diǎn)Pt1(K；alstart和終 止點(diǎn)Pt1(K;almd、候選線與前幀車道線位置真實(shí)距離差D^，對(duì)參數(shù)進(jìn)行以下判斷 ：
[0020] a) abs (Ph. X-P碰ish. X) < Dh，Dh 取值在 widthgB /7 和 widthgB /5 之間；
[0021] b)PtlQealstart與PtlQealend之間的真實(shí)距離大于1米；
[0022] dDbre 小于 1 米；
[0023] 刪除不滿足其中任何一個(gè)條件的候選車道線。
[0024] 作為優(yōu)選，可靠性一般的候選車道線進(jìn)行主方向一致性判斷時(shí)，設(shè)置8個(gè)角度方 向，分別為0°、23°、45°、67°、90°、113°、135°、157°，在梯度圖像上依次計(jì)算Ptp Pt 2，…，？、在5*5的鄰域內(nèi)方向分布，確定每個(gè)邊緣點(diǎn)的主方向，最后統(tǒng)計(jì)出個(gè)數(shù)最多的 方向作為主方向0main，與匕^的差小于23°，則候選車道線的主方向一致，反之不 一致。
[0025] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明采用細(xì)化感興趣區(qū)域、單側(cè)車道線混合判斷、雙側(cè) 車道線混合判斷方法，在細(xì)化的感興趣區(qū)域內(nèi)進(jìn)行獨(dú)立處理分析，刪除不符合的候選車道 線，能快速找到最可能的車道線，計(jì)算冗余度少，穩(wěn)定度高，減少干擾影響。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1是本發(fā)明的方法步驟流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于 此：
[0028] 實(shí)施例1 :如圖1所示，一種候選車道線混合判斷識(shí)別方法，包括以下步驟：
[0029] S101、確定感興趣區(qū)域：
[0030] 具體地，由圖像消失點(diǎn)位置Pvanish和離圖像中軸位置左右3. 5米遠(yuǎn)的邊界點(diǎn)，由三 點(diǎn)形成的等腰三角形感興趣區(qū)域，以等腰三角形的兩斜邊對(duì)應(yīng)角度分別作為左右車道線的 角度閾值，值為θ_，θ_ e [0,90]。
[0031] S102、細(xì)化感興趣區(qū)域：
[0032] 感興趣區(qū)域設(shè)置再分為兩種情況，全局檢測(cè)是前幀沒(méi)有檢測(cè)到車道線，就以圖像 中軸位置分為左感興趣區(qū)域和右感興趣區(qū)域；動(dòng)態(tài)檢測(cè)是前一幀檢測(cè)到車道線，在車道線 的周圍形成一個(gè)動(dòng)態(tài)梯形區(qū)域，實(shí)行左、右感興趣區(qū)域動(dòng)態(tài)設(shè)置。
[0033] S103、對(duì)邊緣點(diǎn)進(jìn)行Hough變換：
[0034] 依次對(duì)圖像左、右感興趣區(qū)域內(nèi)的邊緣點(diǎn)進(jìn)行Hough變換。設(shè)置Hough變換的角 度范圍：全局檢測(cè)時(shí)，左車道檢測(cè)范圍為{0°，2°，…，θ_-2°，θ_}，右車道檢測(cè)范圍 為{ _9maX，_0maX+2°，"·， _2° 動(dòng)態(tài)檢測(cè)時(shí)，左車道檢測(cè)范圍為{_0anti，…，0ma!J，右 車道檢測(cè)范圍為{- Θ _，…，Θ mti}，其中Θ _為感興趣區(qū)域內(nèi)正方向最大角度，由S101步 驟獲得。9_用于在左（右）感興趣區(qū)域內(nèi)檢測(cè)右（左）方向直線預(yù)留的角度，0 anti = 90-θ_。Hough變換所遍歷的角度值0tough為偶數(shù)角度值，代替自然數(shù)角度值Θ，能為直 線檢測(cè)節(jié)省一半時(shí)間。根據(jù)Hough變換公式遍歷邊緣點(diǎn)坐標(biāo)，帶入角度計(jì)算直線到圖像原 點(diǎn)（〇, 0)位置的距離p :
[0035] p = x*cos Θ h〇ugh+y*sin Θ h〇ugh
[0036] 其中全局檢測(cè)時(shí)，左感興趣區(qū)域內(nèi)：Θ h()Ugh = 2* θ，其中〇 < θ < θ max/2 ;右感興 趣區(qū)域內(nèi)：Θ hQUgh = -2* θ，其中〇彡Θ彡Θ max/2。
[0037] 動(dòng)態(tài)檢測(cè)時(shí)，左感興趣區(qū)域內(nèi)：

【權(quán)利要求】
1. 一種候選車道線混合判斷識(shí)別方法，其特征在于包括以下步驟： 1) 提取圖像幀并對(duì)圖像幀進(jìn)行相機(jī)標(biāo)定，得到消失點(diǎn)；根據(jù)預(yù)設(shè)值得到左、右邊界點(diǎn)； 由消失點(diǎn)、左邊界點(diǎn)、右邊界點(diǎn)形成等腰三角形為感興趣區(qū)域，感興趣區(qū)域的底角值為角度 閾值 2) 細(xì)化感興趣區(qū)域，圖像分為左感興趣區(qū)域和右感興趣區(qū)域； 3) 基于Hough變換的車道線檢索步驟：分別對(duì)左感興趣區(qū)域、右感興趣區(qū)域進(jìn)行掃描， 得到邊緣點(diǎn)；對(duì)所有邊緣點(diǎn)進(jìn)行Hough變換； 4) 根據(jù)前幀車道線結(jié)果，在Hough矩陣Μ(Ρ，Θ)中進(jìn)行N次不重復(fù)的最大值搜索，得 到N條候選車道線； 5) 單側(cè)車道線混合判斷： 5. 1)候選車道線由L ( ρ，Θ )確定直線方程，L (X，y) : y = -x/tan ( Θ ) + p /sin ( Θ )，由 L(x，y)對(duì)得到參數(shù)判斷是否符合混合條件，刪除不符合的候選車道； 5.2)由L(x，y)和邊緣圖像得到候選車道線的邊緣點(diǎn)，邊緣點(diǎn)的橫向局部區(qū)域搜索得 到邊界點(diǎn)，邊界點(diǎn)直線擬合后計(jì)算擬合相關(guān)系數(shù)r，對(duì)r進(jìn)行判斷：r大于0. 85的候選車道 線認(rèn)為可靠性高，繼續(xù)步驟7) ;r小于0.5的候選車道線認(rèn)為可靠性低，刪除該候選車道線； r介于0. 5至0. 85的候選車道線認(rèn)為可靠性一般，繼續(xù)步驟6); 6) 可靠性一般的候選車道線進(jìn)行主方向一致性判斷：將候選車道線的角度換算為方 向角度9lim，計(jì)算每個(gè)邊緣點(diǎn)的主方向并統(tǒng)計(jì)所有主方向得到某一方向個(gè)數(shù)最多的為主 方向 θmain，θ iim與θmain的差小于預(yù)設(shè)值，則候選車道線的主方向一致，反之不一致； 7) 雙側(cè)車道線的混合判斷：擬合候選車道線的路面直線L(X. Y)，計(jì)算兩側(cè)候選直線在 車前方和車前10米兩處的距離差，認(rèn)為距離差小于〇. 5米的兩側(cè)候選車道線平行；不平行 的兩側(cè)候選車道線根據(jù)候選車道線的邊界置信度和位置差進(jìn)行刪除或保留；最終輸 出的候選車道線為檢測(cè)結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種候選車道線混合判斷識(shí)別方法，其特征在于，所述細(xì)化 感興趣區(qū)域具體包括以下步驟： 2. 1)若全局檢測(cè)表示前幀圖像未檢測(cè)到車道線，以圖像中軸為分界線將感興趣區(qū)域分 為左感興趣區(qū)域和右感興趣區(qū)域； 2. 2)若動(dòng)態(tài)檢測(cè)表示前幀圖像檢測(cè)到車道線，進(jìn)行左感興趣區(qū)域、右感興趣區(qū)域動(dòng)態(tài) 設(shè)置；
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種候選車道線混合判斷識(shí)別方法，其特征在于，所述單側(cè) 車道線混合判斷時(shí)，得到每條候選車道線的以下參數(shù)：候選車道線經(jīng)過(guò)的邊緣點(diǎn)位置Ph， Pt2, "·,Ρ?η、候選線經(jīng)過(guò)的邊緣點(diǎn)個(gè)數(shù)Nppt、候選線L(x, y)與消失線y = Pvanish. y交點(diǎn)位置 Ppv、候選線上邊緣點(diǎn)序列的局部最長(zhǎng)起始點(diǎn)Pt1(K；alstart和終止點(diǎn)Pt1(K；alend、候選線與前巾貞車 道線位置真實(shí)距離差，對(duì)參數(shù)進(jìn)行以下判斷： a) abs (Ρ!，· x-Pvanish. X) < Dh，Dh 取值在 width 原圏 /7 和 width 原圏 /5 之間； b) PtlQC；alstart 與 Pt localend 之間的真實(shí)距離大于1米； 。瓜-師小于1米； 刪除不滿足其中任何一個(gè)條件的候選車道線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種候選車道線混合判斷識(shí)別方法，其特征在于，可靠性 一般的候選車道線進(jìn)行主方向一致性判斷時(shí)，設(shè)置8個(gè)角度方向，分別為0°、23°、45°、 67°、90°、113°、135°、157°，在梯度圖像上依次計(jì)算PtpPh，…，卩、在5*5的鄰域內(nèi) 方向分布，確定每個(gè)邊緣點(diǎn)的主方向，最后統(tǒng)計(jì)出個(gè)數(shù)最多的方向作為主方向9 main，0liM 與emaiIJ^差小于23°，則候選車道線的主方向一致，反之不一致。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK104063877SQ201410338483
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】嚴(yán)江江, 韓春立, 樓曼, 沈燕, 李玲, 陳群 申請(qǐng)人:中電海康集團(tuán)有限公司