太阳城集团

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一种单目视觉车道线检测方法及其测距方法.pdf

摘要
申请专利号:

CN201310481455.5

申请日:

2013.10.15

公开号:

CN103630122A

公开日:

2014.03.12

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01C 11/04申请日:20131015|||公开
IPC分类号: G01C11/04; G01C3/00 主分类号: G01C11/04
申请人: 北京航天科工世纪卫星科技有限公司; 北京航空航天大学
发明人: 高鹏; 李祥红; 张海; 王婷; 张宣; 赵春阳
地址: 100191 北京市丰台区南四环西路188号总部基地五区10号楼
优先权:
专利代理机构: 北京理工大学专利中心 11120 代理人: 高燕燕;仇蕾安
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法律状态
申请(专利)号:

CN201310481455.5

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2015.07.15|||2014.04.09|||2014.03.12

法律状态类型:

太阳城集团授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明公开了一种单目视觉车道线检测方法及其测距方法,属于车辆驾驶安全辅助系统领域。其中车道线检测方法为:首先在车辆刚起步时拍摄多帧图像获取参照车道线,然后每读入一帧实时图像,均获取候选实时车道线,将候选实时车道线与参照车道线进行区域匹配,若能够匹配成功则更新倾斜角后输出参照车道线;若匹配不成功,且第一次出现不成功情况时,将候选实时车道线记载为临时车道线,若不匹配的情况连续出现,且能连续与临时车道线匹配成功,则输出临时车道线。利用上述方法检测到的车道线图像,设置参考目标并根据视觉采集系统中参考目标和目标车辆的投影关系,计算本体车辆与目标车辆之间距离。本发明适用于车辆车道线检测与两车测距。

权利要求书

权利要求书
1.  一种单目视觉车道线检测方法,其特征在于,该方法具体步骤为:
步骤1、设置异常标识flag=0,异常累积帧数N=0;
获取参照车道线:获得车辆刚起步时拍摄的M帧图像,对M帧图像中每一帧均进行候选车道线提取,在所提取的所有候选车道线中,选取出现概率最高的两条候选车道线作为参照车道线,并确定参照车道线的区域D0=[D01,D02]和倾斜角θ0;
步骤2、自第M帧图像之后,继续读入第i帧图像,i>M,对于第i帧图像进行实时检测,更新参照车道线并输出,本步骤具体如下:
步骤201、读入第i帧图像,对于第i帧图像检测得到ni条候选实时车道线,先根据倾斜角将候选实时车道线分为两组,其中倾斜角大于90°的为一组、倾斜角小于90°的为一组;
再用候选实时车道线的区域与参照车道线区域D0进行匹配,分别获取每组中各条候选实时车道线的区域与参照车道线的区域D0的像素的重叠区域O,计算区域匹配率Pmatch:
Pmatch=SoSD0×100%,]]>
其中S0为重叠区域O在图像中所占的像素个数,为参照车道线的区域D0在图像中所占的像素个数;
若两组中都存在至少一条候选实时车道线与D01或D02的匹配率Pmatch≥50%,则区域匹配成功,此时针对每一组候选实时车道线,选出Pmatch最大的一条候选实时车道线,作为实时车道线,并将其所对应的区域记为Di,将其所对应的倾斜角记为θi,设置flag=0、N=0;转到步骤202;
若区域匹配不成功,则转到步骤203;
步骤202、倾斜角θi与倾斜角θ0进行匹配,并设定判据为θthreshold,即判断是否满足|θi-θ0|≤θthreshold,若满足,则倾斜角匹配成功,按照下式更新参照车道线:
D0=(1-α)D0+αDiθ0=(1-α)θ0+αθi]]>
其中,α为更新系数;
若倾斜角匹配不成功,按照下式更新参照车道线:
D0=(1-α)D0+αDiθ0=θi]]>
转到步骤208;
步骤203、判断flag是否为0,若是转到步骤204;否则转到步骤205;
步骤204、判定第i帧图像出现异常,设置flag=1、N=1,将第i帧图像的候选实时车道线作为临时车道线,其中临时车道线的车道线区域倾斜角临时车道线的候选个数ntem=ni;转到步骤208;
步骤205、按照倾斜角的范围将ni条候选实时车道线和ntem条候选临时道线分为两组,其中倾斜角大于90°的为一组、倾斜角小于90°的为一组;
将属于同一组的候选实时车道线的区域与临时车道线的区域Dtem进行匹配,若一条候选实时车道线与一条临时车道线具有像素重叠区域,则计算该条候选实时车道线与该条临时车道线的匹配率;
若两组中,每一组都存在至少一条候选实时车道线与一条临时车道线匹配率大于或等于50%,则匹配成功,从两组中各选出对应匹配率最大的一条候选实时车道线,作为实时车道线,即为记为Di和θi;
令N自增1,更新临时车道线区域Dtem=(1-α)Dtem+αDi,转到步骤206进行倾斜角的匹配与更新;
若与临时车道线匹配不成功,转到步骤208;
步骤206、将倾斜角θi与倾斜角θtem进行匹配,并设定判据为θp,即判断是否满足|θi-θtem|≤θp,若满足,则临时倾斜角匹配成功,更新临时车道线的倾斜角θtem=(1-α)θtem+αθi;若匹配不成功,设置临时倾斜角θtem=θi;
转到步骤207;
步骤207、判断异常帧数是否满足N>Nthreshold,若不满足,直接转到步骤208, 其中Nthreshold为设定异常数阈值;
若满足,则将临时车道线作为参照车道线,将参照车道线作为临时车道线,且令N=0,转到步骤208;
步骤208、令参照车道线为当前帧识别结果,输出车道线图像,判断车辆是否停止,若车辆已停止,则步骤2终止,若车辆未停止,则i自增1,返回步骤201。

2.  如权利要求1所述的一种单目视觉车道线检测方法,其特征在于,所述步骤1中获取参照车道线的具体步骤为:
步骤101、获得车辆刚起步时拍摄的M帧图像,对M帧图像中每一帧均进行直线检测,每帧图像均检测获得多条直线;
步骤102、对于每帧图像中的多条直线,按照区域进行合并,每个区域均为一条候选车道线,其中第j帧图像共获得nj条候选车道线,所述区域的宽度依据图像大小进行设置;其中j=1、2、……M;
计算每一候选车道线的倾斜角θ;
步骤103、将所述nj条候选车道线按照其倾斜角分为两组,其中倾斜角大于90°的为一组、倾斜角小于90°的为一组;从两组中各选择一条车道线组成一对候选车道线,所选一对候选车道线满足的条件是:两条候选车道线在图像的纵向所占位置相同,且在图像的横向位置相差最小;
则M帧图像共获得M对候选车道线,在该M对候选车道线中,统计倾斜角相近的候选车道线对的出现概率,选择在M对候选车道线中出现概率最大的一对候选车道线,记录该对候选车道线为参考车道线;
所述倾斜角相近即倾斜角相差在设定范围之内。

3.  如权利要求2所述的一种单目视觉车道线检测方法,其特征在于,所述步骤102中候选车道线倾斜角的计算方法为:首先判断候选车道线的两端点(x1,y1)、(x2,y2)是否满足x2-x1=0,若满足则θ=90°,否则计算若θ<0,则取θ=θ+180°。

4.  一种基于如权利要求1所述的单目视觉车道线检测方法的测距方法,其特征在于,该方法具体步骤如下:
第一步、场景中具有本体车辆与目标车辆,本体车辆的垂直高度为h1,在本体车辆顶部设置视觉采集系统,在本体车辆的行驶方向上,将参考目标设置于本体车辆的最前端,且参考目标相对于于水平路面的垂直高度为h2;
其中视觉采集系统位置与参考目标之间的距离为参照距离Lstand;
第二步、使用视觉采集系统进行单目拍摄,依据单目视觉车道线检测方法获得本体车辆车道线图像,在车道线图像上,延伸参考车道线至目标车辆的位置;
第三步、根据视觉采集系统中参考目标和目标车辆的投影关系,获得视觉采集系统与目标车辆车道线之间的直线距离Ltarget:
Ltarget=rroadrroad·h1h1-h2Lstand]]>
其中rroad为车道线图像上本体车辆位置处车道线的宽度,r’road为车道线图像上目标车辆位置处车道线的宽度;
第四步、按照下式计算获得本体车辆与目标车辆之间的水平距离dtarget:
dtarget=((rroadrroad·h1h1-h2Lstand)2-h12)1/2-(Lstand2-(h1-h2)2)1/2.]]>

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一种 目视 车道 检测 方法 及其 测距
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