[發(fā)明專利]一種高速路段及城市道路車道線識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611084618.6
• 申請(qǐng)日: 2016-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN106778551B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 成劍;沙濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬;朱顯國(guó)

1.一種高速路段及城市道路車道線識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、通過(guò)攝像機(jī)獲取車道圖像，利用攝像機(jī)參數(shù)自標(biāo)定方法得到攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)，求得車道平面消失線；

步驟2、對(duì)車道圖像進(jìn)行灰度化處理并劃分感興趣區(qū)域；

步驟3、對(duì)步驟2得到的圖像進(jìn)行中值濾波；

步驟4、對(duì)中值濾波后的圖像使用Gabor變換提取車道線紋理特征；

步驟5、采用多角度Haar特征描述車道線邊緣特征，利用Adaboost分類器進(jìn)行分類識(shí)別；具體為：

步驟5-1，在Haar特征使用0°，90°和45°特征的基礎(chǔ)上增加傾斜30°特征和傾斜60°特征，在30°、45°和60°傾斜矩形外圍設(shè)置非傾斜矩形，該非傾斜矩形的四邊經(jīng)過(guò)傾斜矩形的四個(gè)頂點(diǎn)；

設(shè)窗口有L×W個(gè)像素，Haar特征H(x,y,l,w,α)，頂點(diǎn)坐標(biāo)為(x,y)，矩形區(qū)域長(zhǎng)度為l，寬度為w，傾斜角為α，則旋轉(zhuǎn)矩形的l和w的計(jì)算公式如下：

a為旋轉(zhuǎn)矩形的長(zhǎng)為，b為寬；

利用取整得到的整數(shù)作為縮放系數(shù)求取傾斜矩形的Haar特征數(shù)，利用公式計(jì)算包含車道線邊緣特征的Haar特征矩形個(gè)數(shù)，其中RecSum(x,y)為積分圖計(jì)算式；

步驟5-2，基于AD-Adaboost算法，利用參數(shù)計(jì)算公式，設(shè)定弱分類器的權(quán)重不僅與誤報(bào)率有關(guān)，還與正樣本的識(shí)別能力有關(guān)；

給定訓(xùn)練樣本集(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，...，(x_N,y_N)，其中y_i對(duì)于負(fù)樣本和正樣本為0和1，負(fù)樣本和正樣本分別初始化權(quán)重為W₁(i)＝1/2q,1/2p，q和p分別為負(fù)樣本和正樣本；算法經(jīng)過(guò)T次循環(huán)構(gòu)建強(qiáng)分類器，F(xiàn)or t＝1,2,...,T，計(jì)算弱分類器h_j的分類誤差選取當(dāng)分類誤差ε_t最小時(shí)的弱分類器H_t；

對(duì)H_t計(jì)算正權(quán)重總和：

更新權(quán)重：

其中弱分類器權(quán)重參數(shù)

歸一化下一個(gè)循環(huán)的權(quán)重式中，Z_t是歸一化因子，

將得到的t個(gè)弱分類器組合到一個(gè)強(qiáng)分類器，得到的強(qiáng)分類器為

其中，θ是分類錯(cuò)誤率的判別閾值，α_t＝-logε_t；

當(dāng)H(x)為1時(shí)，像素點(diǎn)x是車道線特征點(diǎn)，當(dāng)H(x)為0時(shí)，x不是車道線特征點(diǎn)，在圖像f(x,y)中，將H(x)＝0的像素點(diǎn)去除，保留下來(lái)的像素點(diǎn)即為車道線特征點(diǎn)；

步驟6、針對(duì)結(jié)構(gòu)化道路設(shè)計(jì)雙曲線組合模型；

步驟7、利用改進(jìn)Ransac算法估計(jì)雙曲線組合模型參數(shù)；具體為：

每次找4個(gè)點(diǎn)，其中3個(gè)點(diǎn)設(shè)計(jì)模型求得模型參數(shù)，剩下一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行模型匹配，看是否在模型上，如果不在，則放棄此樣本重新選擇，如果在，則將此模型作為候選模型；繼續(xù)尋找其它點(diǎn)進(jìn)行模型匹配，如果支撐候選模型的點(diǎn)數(shù)大于等于設(shè)定閾值，則此候選模型即為目標(biāo)模型；若支撐候選模型的點(diǎn)數(shù)小于設(shè)定閾值，則放棄此候選模型，繼續(xù)尋找4個(gè)點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速路段及城市道路車道線識(shí)別方法，其特征在于，步驟1中，首先建立圖像坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系，設(shè)計(jì)兩個(gè)坐標(biāo)系中點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)攝像機(jī)的標(biāo)定過(guò)程確定內(nèi)部參數(shù)，根據(jù)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)計(jì)算車道線在空間坐標(biāo)的位置參數(shù)，再根據(jù)內(nèi)外參數(shù)得到車道消失線的位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速路段及城市道路車道線識(shí)別方法，其特征在于，步驟2中，對(duì)采集到的RGB圖像像素以5：4：1權(quán)重進(jìn)行灰度化處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速路段及城市道路車道線識(shí)別的方法，其特征在于，將消失線下方設(shè)為感興趣區(qū)域，將消失線下方1/3區(qū)域作為感興趣區(qū)域I，其余2/3區(qū)域作為感興趣區(qū)域Ⅱ。