[發明專利]一種用于智能車輛的路口行駛控制方法

有效

• 申請號: 201410678135.3
• 申請日: 2014-11-23
• 公開（公告）號: CN104494598A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 劉宏哲;袁家政;楊青;鄭永榮;周宣汝
• 申請（專利權）人: 北京聯合大學
• 主分類號: B60W30/18
• 分類號: B60W30/18
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

1.一種用于智能車輛的路口行駛控制方法，其特征在于，包含下述步驟：

步驟1：將單目攝像機安裝在智能車輛內后視鏡的正下方并與車體的縱向坐標軸平行，相對車體橫坐標的位移為零；

步驟2：給攝像機安裝濾光片，消除逆光帶來的影響；

步驟3：獲取攝像機的單應性矩陣H，所述的單應性矩陣H是指世界坐標與圖像坐標的對應關系；

步驟4：對采集到的視頻圖像進行車道線檢測；

步驟4-1：圖像二值化；首先將采集到的彩色圖像轉換成灰度圖像，然后使用OTSU方法進行二值化；

步驟4-2：根據步驟3獲得單應性矩陣H，對步驟4-1后得到的圖像進行逆透視變換，得到鳥瞰圖像；

步驟4-3：對鳥瞰圖像進行平行線霍夫直線變換，將傾角相同的平行線歸為一組，然后對每一組平行線做線寬和距離約束，所述的線寬約束是指候選線條的寬度應該符合車道線寬度范圍，所述的距離約束是指線與線之間的垂直距離符合車道寬度范圍；符合約束條件的直線則是車道線；

步驟5：計算車道虛擬中心線；所述的車道虛擬中心線是指兩相鄰車道線的之間的平行于車道線的中線；

步驟6：智能車輛方向控制；

步驟6-1：根據步驟5計算出的車道虛擬中心線，利用PD控制算法計算方向盤的角度；首先通過車道虛擬中心線計算出傾斜角度Δθ和偏移距離Δd,然后通過以下公式計算出方向盤的角度ω：

ω＝kp·Δd+kd·Δθ???公式1

其中，Δd的單位是厘米，Δθ的單位是度，kp是偏差比例，其單位是度每厘米，kd是偏差微分。

步驟:6-2：根據步驟6-1計算出的角度，控制智能車輛的方向；所述智能車輛的時速保持在5km/h-30km/h；

步驟7：停止線檢測；

步驟7-1：根據步驟4-2中獲得的鳥瞰圖像，對鳥瞰圖像進行霍夫直線變換檢測，并計算每條直線的水平夾角θ，其單位是度，滿足0≤θ≤30或150≤θ≤180的直線則是停止線的初次候選直線；

步驟7-2：對步驟7-1得到的候選直線進行長度計算，若長度l滿足范圍50<l<150則是停止線的二次候選直線；所述的長度單位是像素，其滿足的范圍是一個車道的寬度范圍或者停止線長度的范圍；

步驟7-3：對停止線的二次候選直線區域進行上升沿和下降沿檢測，目的是檢測出停止線候選直線的上下邊界，然后計算停止線候選直線的寬度w，當寬度滿足范圍5≤w≤15時則認為該候選直線是停止線；所述w的單位是像素，其滿足的范圍是停止線上下邊沿的寬度范圍；

步驟8：停止線測距；

步驟8-1：根據步驟7檢測到停止線，然后計算出停止線下邊界的中心點P(x,y)；設鳥瞰圖像大小是(width,height),則根據公式2計算出中心點P(x,y)離圖像下邊界中心點(width/2,height/2)的像素歐式距離d:

d=(width/2-x)2+(height/2-y)2]]>???公式2

步驟8-2：根據鳥瞰圖像的特性可知，圖像中任意兩像素點間的像素歐式距離與世界坐標系中的實際距離呈線性關系，即圖像中每個像素點的邊長在世界坐標平面上的長度是一樣的；那么中心點P(x,y)離圖像下邊界中心點的實際距離dis的計算公式如下:

dis＝k·d???公式3

其中，k代表圖像中每個像素邊長在世界坐標平面的實際距離，單位為厘米；

步驟8-3：步驟8-2中的k的計算方法如下：首先在車道平面上水平方向選取兩個點做好標記A、B，并測量出A、B間的距離L，單位是厘米；然后在鳥瞰圖像中找到A、B的對應點，并計出兩點間的像素個數M；則根據下公式計算出k：

k=LM]]>???公式4

其中，k的單位是厘米每像素,通過調整鳥瞰圖像的大小將k盡量保持整數，以便降低誤差；

步驟8-4：通過實際測量，測出車頭離圖像最低端位置的距離為D，單位為厘米；則停止線離車頭的距離S通過以下公式計算：

S＝D+dis???公式5

或S＝D+k·d???公式6

步驟9：行人檢測；利用開源的跨平臺計算機視覺庫自帶的行人檢測方向梯度直方圖進行行人檢測；

步驟10：紅綠燈識別；

步驟10-1：根據步驟8計算得到的停止線離車頭的距離S，當300≤S≤8000時開始識別紅綠燈；

步驟10-2：紅綠燈識別采用基于HOG特征的紅綠燈識別方法；所述的識別方法只識別圓形的紅綠燈；

步驟11：決策控制；

步驟11-1：決策控制的依據是行人狀況和紅綠燈狀態；行人狀況只有兩種：有人和無人；紅綠燈狀態只有兩種：紅燈和綠燈，黃燈當做紅燈處理；決策結果只有兩個：車輛前行和車輛停止；

步驟11-2：決策控制的邏輯表達式如下：

根據檢測結果,按照決策邏輯進行決策控制,最終使無人駕駛智能車安全正確地通過十字路口。