一種獲取車道線的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及圖像數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種用于獲 取車道線的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 車道線的提取技術(shù)可以應(yīng)用于地圖繪制、車輛自動(dòng)駕駛和行車安全提示等領(lǐng)域 中。目前，繪制高精度地圖中的車道線時(shí)，首先需要將道路圖像中的車道線提取出來?，F(xiàn)有 的車道線提取方法主要依賴于手工標(biāo)記或二維圖像的車道線識(shí)別技術(shù)。其中手工標(biāo)記大多 為人工對(duì)衛(wèi)星圖像或航拍圖像中的車道線進(jìn)行標(biāo)記；基于二維圖像的車道線識(shí)別則是通過 車載相機(jī)拍攝連續(xù)的道路圖片，在道路圖片中根據(jù)車道線特征來對(duì)車道線進(jìn)行識(shí)別。上述 方法中，手工標(biāo)記速度較慢，進(jìn)而導(dǎo)致地圖繪制效率較低；基于二維圖像的車道線識(shí)別則無 法生成精確的三維車道線信息，例如無法排除車輛對(duì)車道線提取的影響，從而可能產(chǎn)生錯(cuò) 誤的識(shí)別結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，期望提供一種獲取三維車道線數(shù)據(jù)的方法，進(jìn)一步 地，還期望車道線的獲取不受道路圖像中車輛、道路邊沿、欄桿以及其他標(biāo)志線的影響。為 了實(shí)現(xiàn)上述一個(gè)或多個(gè)目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝擞糜讷@取車道線的方法和裝置。
[0004] 一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于獲取車道線的方法，所述方法包括：采集道路數(shù) 據(jù)，該道路數(shù)據(jù)至少包括二維圖像數(shù)據(jù)和三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)；采用機(jī)器學(xué)習(xí)方法對(duì)二維圖 像數(shù)據(jù)中的車道線進(jìn)行識(shí)別；基于二維圖像數(shù)據(jù)和三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的空間位置關(guān)系，將 車道線識(shí)別結(jié)果轉(zhuǎn)換為三維車道線散點(diǎn)；根據(jù)統(tǒng)計(jì)特性對(duì)三維車道線散點(diǎn)進(jìn)行過濾；以及 對(duì)過濾后的車道線散點(diǎn)進(jìn)行聚類，以獲取車道線。
[0005] 另一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于獲取車道線的裝置，所述裝置包括：采集單元， 配置用于采集道路數(shù)據(jù)，該道路數(shù)據(jù)至少包括二維圖像數(shù)據(jù)和三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)；識(shí)別單 元，配置用于采用機(jī)器學(xué)習(xí)方法對(duì)二維圖像數(shù)據(jù)中的車道線進(jìn)行識(shí)別；轉(zhuǎn)換單元，配置用于 基于二維圖像數(shù)據(jù)和三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的空間位置關(guān)系，將車道線識(shí)別結(jié)果轉(zhuǎn)換為三維車 道線散點(diǎn)；過濾單元，配置用于根據(jù)統(tǒng)計(jì)特性對(duì)三維車道線散點(diǎn)進(jìn)行過濾；以及聚類單元， 配置用于對(duì)過濾后的車道線散點(diǎn)進(jìn)行聚類，以獲取車道線。
[0006] 本申請(qǐng)?zhí)峁┑挠糜讷@取車道線的方法和裝置，通過將二維車道線的識(shí)別結(jié)果轉(zhuǎn)換 為三維的車道線散點(diǎn)，并對(duì)三維車道線散點(diǎn)進(jìn)行多層級(jí)的過濾，而后對(duì)三維車道線散點(diǎn)聚 類，可以準(zhǔn)確、高效地獲取車道線，避免道路圖像中車輛、道路邊沿、其他標(biāo)志線對(duì)車道線獲 取的影響，在應(yīng)用于地圖繪制時(shí)，可以明顯提高繪制速度和精度。
【附圖說明】
[0007] 通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例詳細(xì)描述，本申請(qǐng)的其它特征、 目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：
[0008] 圖1示出了根據(jù)本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的用于獲取車道線的方法的示意性的流程圖；
[0009] 圖2示出了根據(jù)本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的對(duì)二維圖像數(shù)據(jù)中的車道線進(jìn)行識(shí)別的方 法的示意性的流程圖；
[0010] 圖3a示出了一幅二維道路圖像的示意圖；
[0011] 圖3b示出了對(duì)梯形畸變矯正及灰度化后的二維道路圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練的結(jié)果的 效果不意圖；
[0012] 圖3c示出了二維圖像數(shù)據(jù)的車道線識(shí)別結(jié)果的效果示意圖；
[0013] 圖4示出了根據(jù)本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的將車道線識(shí)別結(jié)果轉(zhuǎn)換為三維車道線散點(diǎn) 的示意性流程圖；
[0014] 圖5示出了車道線聚類結(jié)果的效果示意圖；
[0015] 圖6示出了根據(jù)本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的用于獲取車道線的裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0016] 圖7示出了適于用來實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)實(shí)施例的終端設(shè)備或服務(wù)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描 述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對(duì)該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了 便于描述，附圖中僅示出了與有關(guān)發(fā)明相關(guān)的部分。
[0018] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請(qǐng)。
[0019] 請(qǐng)參考圖1，其示出了根據(jù)本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的用于獲取車道線的方法的示意性 的流程圖。本實(shí)施例主要以該方法用于具有數(shù)據(jù)處理能力的服務(wù)器、終端設(shè)備以及獨(dú)立的 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中來說明。
[0020] 如圖1所示，在步驟101中，采集道路數(shù)據(jù)。
[0021] 在本實(shí)施例中，所采集的道路數(shù)據(jù)至少包括二維圖像數(shù)據(jù)和三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)。 二維圖像數(shù)據(jù)可以通過使用相機(jī)拍攝道路圖像來采集，三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)則可以通過激 光掃描儀來獲取。在實(shí)際應(yīng)用中，可以采用車載相機(jī)和車載激光掃描系統(tǒng)分別采集二維 道路圖像數(shù)據(jù)和三維掃路激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)。其中車載激光掃描系統(tǒng)除了包括激光掃描儀 之外，還可以包括INS(InertialNavigationSystem，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)）和IMU(Inertial MeasurementUnit，慣性測(cè)量單元）。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可以獲取掃描位置的GPS(Global PositioningSystem，全球定位系統(tǒng)）數(shù)據(jù)以及車輛行駛數(shù)據(jù)，例如速度、加速度等。IMU可 以獲取車輛的翻滾、俯仰和偏航等數(shù)據(jù)。
[0022] 在一些實(shí)現(xiàn)中，激光掃描儀可以在垂直于車輛行駛的方向作二維掃描，與車輛行 駛方向構(gòu)成三維掃描系統(tǒng)，從而獲取由離散的向量點(diǎn)形成的三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)。具體地， 空間目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)可以按照如下方式獲?。杭す鈷呙鑳x可以向外發(fā)射激光脈沖，并記 錄發(fā)射的激光脈沖的水平方向偏航角a和俯仰角0，之后探測(cè)脈沖返回的時(shí)間以及返回 的脈沖的強(qiáng)度，根據(jù)脈沖返回時(shí)間確定激光脈沖飛行的距離S，則空間目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo) (xw,yw,zw)可以根據(jù)下式計(jì)算：
[0023] xw= Ssin 9 cos a
[0024] yw= Ssin 9 sin a (I)
[0025] Zw=Scos 9
[0026] 在對(duì)掃描范圍內(nèi)每一個(gè)空間點(diǎn)進(jìn)行掃描之后，可以獲得多個(gè)包含空間點(diǎn)三維坐標(biāo) 的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)，將這些數(shù)據(jù)點(diǎn)與每一點(diǎn)返回的脈沖的強(qiáng)度組合起來則可以獲得三維激光點(diǎn) 云數(shù)據(jù)。
[0027] 在步驟102中，采用機(jī)器學(xué)習(xí)方法對(duì)二維圖像數(shù)據(jù)中的車道線進(jìn)行識(shí)別。
[0028] 在本實(shí)施例中，可以基于車道線的特征對(duì)二維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行車道線識(shí)別，具體地， 可以采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法進(jìn)行識(shí)別。例如，采用樣本數(shù)據(jù)對(duì)車道線識(shí)別的模型進(jìn)行訓(xùn)練，得 到模型的參數(shù)和輸出。在識(shí)別時(shí)將步驟101所獲取的二維圖像數(shù)據(jù)輸入該模型中，輸出識(shí) 別結(jié)果。
[0029] 在一些實(shí)施例中，可以采用Hough變換（霍夫變換）來識(shí)別二維圖像數(shù)據(jù)中的長 直線。Hough變換是一種基于投票機(jī)制的參數(shù)確定方法。首先采用邊緣提取方法將圖像中 的邊緣特征的點(diǎn)提取出來，然后確定直線的參數(shù)，例如，如果將平面中的某一條直線方程表 示為Ax+By= 0,其中（x，y)為直線上點(diǎn)的坐標(biāo)，貝Ij可以通過Hough變換來確定其中的參數(shù) A和B。具體實(shí)現(xiàn)方式如下：
[0030] 首先選定A和B的取值范圍，對(duì)取值范圍中的每一組A、B值，得到一個(gè)直線方程， 計(jì)算落在該直線上的邊緣點(diǎn)的數(shù)量，作為這一組A、B值的代價(jià)值。遍歷取值范圍中的所有 A和B，得到每一組A、B值所對(duì)應(yīng)的代價(jià)值，將最大代價(jià)值（即落在該直線上的邊緣點(diǎn)數(shù)量 最多）所對(duì)應(yīng)的A、B值作為最終確定的該直線的參數(shù)。
[0031] 可以采用上述方法提取出二維圖像數(shù)據(jù)中的多條直