[發(fā)明專利]一種用于車道偏離預(yù)警的車道線檢測方法

有效

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• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103593649B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘藝;胡元峰;潘翔
• 申請（專利權(quán)）人: 惠州華陽通用電子有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/60;G06T7/13;G06T7/136
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司44202
• 代理人: 章蘭芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域和車道偏離預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于車道偏離預(yù)警的車道線檢測方法。

背景技術(shù)

交通安全一直是人們關(guān)心的重要問題之一，在高速公路上每年都會發(fā)生很多交通事故，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，開發(fā)先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)具有重要的意義。機(jī)器視覺探測技術(shù)具有信息量大、成本低和檢測范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前研發(fā)的主流探測技術(shù)。

車道偏離預(yù)警（Lane Departure Warning,簡稱：LDW）系統(tǒng)是高級駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driver Assistance Systems，簡稱：ADAS）的其中一種，是一項(xiàng)汽車駕駛安全輔助系統(tǒng)。當(dāng)傳感元件偵測到車輛偏離車道時，若駕駛者因疲勞或疏忽而未打下轉(zhuǎn)換車道的方向燈訊號，系統(tǒng)會發(fā)出警示訊號以提醒駕駛者返回車道。車道偏離報警（LDW）系統(tǒng)目前以攝像頭為主要傳感器，基于機(jī)器視覺技術(shù)探測并跟蹤車道線，結(jié)合駕駛員特性判斷車輛是否有偏離出車道的危險，危險時為駕駛員提供聲音、燈光及震動警示。

其中，車道偏離報警的車道線檢測方法對車道偏離報警系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性影響較大，現(xiàn)有的車道線檢測方法計(jì)算過程復(fù)雜、占用資源多、抗噪聲和抗干擾的能力不強(qiáng)，檢測效率低。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于車道偏離預(yù)警的車道線檢測方法，能提高抗噪聲和抗干擾的能力，具有較強(qiáng)的魯棒性，有效地對車道線進(jìn)行實(shí)時檢測，并提高檢測效率。

本發(fā)明提供一種用于車道偏離預(yù)警的車道線檢測方法，包括：

A0.圖像預(yù)處理步驟，具體包括:

a0.確定初始檢測區(qū)域，

b0.采集所述初始檢測區(qū)域的彩色圖像，

c0.對所述彩色圖像進(jìn)行灰度化處理，

d0.用中值濾波法對圖像去噪；

其關(guān)鍵在于，還包括：

A1.邊緣檢測步驟，具體包括：

a1.用階梯型邊緣檢測算法Canny算子對圖像進(jìn)行邊緣檢測，通過動態(tài)閾值確定Canny算子的高閾值與低閾值；

b1.去除干擾邊緣，包括：

設(shè)置滑動窗口濾波器濾除圖像中的垂直橫向直線；

用Sobel梯度算子計(jì)算圖像中像素點(diǎn)的方向梯度，再用反正切求出該像素點(diǎn)的方向角度，根據(jù)角度大小進(jìn)行方向梯度濾波；

A2.車道線識別步驟，具體包括：

a2.通過Hough變換檢測出多條直線，根據(jù)直線所處圖像的位置與斜率來確定車道線；

b2.通過左右兩車道線的位置、斜率和夾角關(guān)系判斷確定的車道線是否符合要求。

作為本發(fā)明的改進(jìn)方案，邊緣檢測步驟A1中的步驟a1包括：

a11.計(jì)算檢測區(qū)域內(nèi)圖像的像素灰度平均值；

a12.進(jìn)一步計(jì)算檢測區(qū)域內(nèi)圖像的像素灰度方差；

a13.實(shí)驗(yàn)測試各種道路環(huán)境情況，得出各路況環(huán)境中的檢測圖像的像素灰度平均值和方差取值分布；

a14.根據(jù)圖像的像素灰度平均值和方差取值，判斷路況環(huán)境，不同的路況環(huán)境下對圖像采用不同的Canny算子的高低檢測閾值，各路況環(huán)境下采用的高閾值及低閾值通過經(jīng)驗(yàn)值獲取。

作為本發(fā)明的改進(jìn)方案，在邊緣檢測步驟A1中的步驟b1中，具體地：

所述滑動窗口濾波器通過預(yù)設(shè)大小的窗口在圖像上滑動，刪除窗口內(nèi)出現(xiàn)的垂直和橫向的直線，判斷刪除的條件是垂直或橫向邊緣像素點(diǎn)數(shù)是否達(dá)到設(shè)定值。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)方案，在邊緣檢測步驟A1中的步驟b1中，具體地：

用Sobel梯度算子計(jì)算圖像中像素點(diǎn)的方向梯度的Gx，Gy和方向角度θ的計(jì)算式如下：

其中，A表示圖像；

Gx，Gy表示圖像A上像素點(diǎn)的X軸方向梯度和Y軸方向梯度；

θ表示圖像A上像素點(diǎn)的方向角度。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)方案，車道線識別步驟A2中的步驟a2包括：

a21.累計(jì)概率霍夫變換返回直線的兩端坐標(biāo)（line[1].x，line[1].y）、（line[2].x，line[2].y），計(jì)算x軸的中值x_med=(line[1].x+line[2].x)/2；

a22.設(shè)道路圖像寬度為W，如果x_med<W/2，將直線判斷為左車道線候選直線，相反，如果x_med>W/2，將直線判斷為右車道線候選直線；

a23.分別確定左右車道線候選直線的直線方程y=kx+b；