[發(fā)明專利]采用視差圖像檢測路邊的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210342374.2
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN103679121B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡平;師忠超;魯耀杰;王剛
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社理光
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06T7/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 黃劍飛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用視差圖像快速檢測道路路邊類型的新方法。

背景技術(shù)

隨著汽車的普及，日常交通運輸越來越繁忙，交通安全日益成為人們所關(guān)注的焦點。因此，人們希望參與交通的車輛能夠具備更多的智能特點，從而替代駕駛?cè)藛T判斷一部分安全事宜。交通安全一個方面涉及車輛本身構(gòu)成元件是否安全，另一個方面涉及車輛行進(jìn)的環(huán)境是否安全。對于后者，主要通過駕駛員了解路面的情況來進(jìn)行判斷。然而，在駕駛員處于疲勞或注意不到的情況下，往往會發(fā)生危險。因此，人們需要一種方法和系統(tǒng)能夠在駕駛員未能作出判斷的情況下代替駕駛員進(jìn)行一些道路安全情況的判斷，以規(guī)避危險。

美國專利US6813370B1利用灰度圖上的亮度信息以及由視差圖像計算出來的距離信息檢測路面上的白線。該專利由上一幀中白線檢測的結(jié)果得到這一幀的白線檢測區(qū)域，并利用亮度信息和距離信息來檢測白線。

美國專利US7346190B2通過一種投影映射的方法來檢測道路上的交通線。該方法將視差圖像上的交通線區(qū)域里的點按照與道路垂直的方向進(jìn)行投影，投影后得到一個直方圖，再根據(jù)直方圖上的信息來檢測道路上的交通線。雖然它用到了三維的信息來檢測，但主要利用了道路垂直方向得到的投影直方圖。當(dāng)?shù)缆仿愤叺母叨炔煌瑫r(傾斜路面)，這種方法就不好用了。

以上專利描述的方法并不能有效地提供一種快速檢測各種道路路邊的方法。利用視差圖像的傳統(tǒng)的道路路邊檢測方法需要用到U視差圖和V視差圖。它先在U視差圖上得到消失點的位置和各個待選路邊直線，然后再在V視差圖上計算各個待選路邊直線所屬的路邊類型。這種方法能得到很準(zhǔn)確的路邊檢測結(jié)果，但它非常耗時。視差圖像上的每個像素點都被用到了不止一遍。U圖上留下的待選路邊直線的數(shù)目，取決于閾值。每條路邊直線的判定，都需要U視差圖和V視差圖上的2次計算。

發(fā)明內(nèi)容

因此，人們需要一種準(zhǔn)確而又快速地檢測出路邊的方法。本專利提供了一種方法，可以快速檢測出道路路邊的類型和位置。該方法可以被用到車載攝像機的多種應(yīng)用中。

本發(fā)明提供了一種采用視差圖像檢測路邊的方法，包括：在視差圖像上估計路面區(qū)域并去噪；通過道路真實寬度與路邊傾斜角度在視差圖像上的對應(yīng)關(guān)系，來確定路邊區(qū)域；以及通過判斷視差圖像上相關(guān)像素點間的視差差別，檢測出路邊的類型和位置。

根據(jù)本發(fā)明的采用視差圖像檢測路邊的方法，所述在視差圖像上估計路面區(qū)域并去噪包括：利用邊緣算子，在原視差圖的基礎(chǔ)上生成邊緣圖像；由V視差圖上估計的路面方程，在邊緣視差圖中分割出路面區(qū)域；以及去噪模塊利用路邊上像素點在邊緣視差圖上值的單調(diào)性，去除噪聲。

根據(jù)本發(fā)明的采用視差圖像檢測路邊的方法，其中所述通過道路真實寬度與路邊傾斜角度在視差圖像上的對應(yīng)關(guān)系來確定路邊區(qū)域包括：通過過去n幀中的，道路真實寬度與路邊傾斜角度在視差圖像上的對應(yīng)關(guān)系，建立路邊區(qū)域估計模型；基于建立的路邊區(qū)域估計模型以及常用預(yù)測方法，預(yù)測出當(dāng)前幀的路邊檢測區(qū)域；以及更新模塊由當(dāng)前幀的路邊檢測結(jié)果以及過去m幀的可信區(qū)域累計結(jié)果，更新路邊區(qū)域估計模型。

根據(jù)本發(fā)明的采用視差圖像檢測路邊的方法，其中所述建立路邊區(qū)域估計模型包括：選擇圖像上的感興趣區(qū)域來減少計算時間；采用某種計算方法，將上述區(qū)域中直線的位置確定出來；通過道路真實寬度與路邊直線在視差圖像上的對應(yīng)關(guān)系，來確定感興趣區(qū)域中的路邊區(qū)域；以及利用路邊延伸性來生長源路邊區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的采用視差圖像檢測路邊的方法，其中所述檢測出路邊的類型和位置包括：掃描路邊區(qū)域一遍，利用像素之間視差值的差別，只留下有用的路邊上的像素點；采用某種計算方法，將上述區(qū)域中直線的位置確定出來；以及根據(jù)直線上像素點的路邊類型，從而確定整條直線的路邊類型

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種采用視差圖像檢測路邊的系統(tǒng)，包括：視差圖像預(yù)處理模塊，在視差圖像上估計路面區(qū)域并去噪；路邊區(qū)域估計模塊，通過道路真實寬度與路邊傾斜角度在視差圖像上的對應(yīng)關(guān)系，來確定路邊區(qū)域；以及路邊檢測模塊，通過判斷視差圖像上相關(guān)像素點間的視差差別，從而檢測出路邊的類型和位置。

根據(jù)本發(fā)明的采用視差圖像檢測路邊的系統(tǒng)，所述視差圖像預(yù)處理模塊包含：

邊緣視差圖生成模塊，利用邊緣算子，在原視差圖的基礎(chǔ)上生成邊緣圖像；

路面區(qū)域分割模塊，由V視差圖上估計的路面方程，在邊緣視差圖中分割出路面區(qū)域；以及

去噪模塊，利用路邊上像素點在邊緣視差圖上值的單調(diào)性，去除噪聲。