[發明專利]一種應用Visual Graph算法提取道路中線的方法

有效

• 申請號: 201710112559.7
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106971144B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 陳智鑫;林夢香
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G01C21/34
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種應用Visual Graph算法提取道路中線的方法，其特征在于：應用Visual Graph算法的思路，提取出道路的中線，并輸出中線坐標點及其連接關系，其步驟如下：

步驟1：對地圖進行轉化，將灰度圖或者SLAM所構建的地圖二值化處理，得到轉化后的地圖，存儲為一個二維數組，此過程稱為地圖二值化過程；

步驟2：針對轉化后的二維數組，在可通過的區域開始遍歷所有像素點，并從每個可通行的像素點發射光線，每次發射兩條射線，起點為所選點，兩條射線成180°反向發射，此過程稱為光線發射過程；

步驟3：當兩條射線碰觸障礙物時，記錄兩條射線與障礙物的碰撞點的坐標，并計算碰撞點到光線發射起點的距離，若兩條射線碰撞點到起點的距離相等，則射線發射點即為道路中點，此過程稱為判定過程；

步驟4：若兩條射線的碰撞點到起點的距離不相等，則將射線順時針旋轉30°再次以發射射線，重復步驟3的判定過程，此過程稱為重復發射光線過程；

步驟5：若某像素點發射射線已轉過180°而判定過程總不成立，則該像素點即不是道路中點，開始對下一個像素點進行步驟2、3、4的過程；

步驟6：當所有可通過的像素點均遍歷完成后，則道路中線的坐標點即都已生成，道路中線經過的點提取過程結束；

步驟7：為將道路中點連接行成道路中線，即對每一個步驟3判定成立獲得的點，將該點與步驟3判定成立的其他點中所有像素距離為1的點建立連接，獲得道路中點之間的連接關系，即得到道路中線，此過程稱為連接過程。

2.根據權利要求1所述的應用Visual Graph算法提取道路中線的方法，其特征在于：所述步驟1中，地圖的二值化的方法為：

調用opencv庫讀入所給的地圖文件，并將地圖矩陣轉化為一個二維整形數組，即表示二維平面空間，數組中的每一個元素代表地圖上相應坐標的一個像素點，若該點為障礙物點，則將數組值設為1，若該點為可通過點，則將數組值設為0。

3.根據權利要求1所述的應用Visual Graph算法提取道路中線的方法，其特征在于：所述步驟2中，發射光線的方法為：

(1)對于某一點，從0°和180°，即水平方向開始向兩邊發射射線，重復發射射線時，即將射線順時針旋轉30°，直到180°為止；

(2)對于每個方向，光線逐像素點向前推進，每推進一個像素點，將會檢測這個像素點是否為可通過點，若可通過則繼續推進，若不可通過則表示碰到障礙物，記錄此時碰到障礙物的坐標點，當兩條射線都碰到障礙物時，進入步驟3的判定過程。

4.根據權利要求1所述的應用Visual Graph算法提取道路中線的方法，其特征在于：所述步驟2中，遍歷像素點的方法為：

從地圖的左上角開始直到右下角結束，水平掃描遍歷，若遍歷過程中某一點為不可通過，則直接跳過；若遍歷過程中某一點為可通過，則進行光線發射過程。

5.根據權利要求1所述的應用Visual Graph算法提取道路中線的方法，其特征在于：所述步驟3中，判定過程的方法為：

當遍歷過程中從某一像素點發出的兩條射線都碰到障礙物時，記錄兩個碰撞點，分別計算兩碰撞點與發射點的距離，若計算所得的距離相等，則保留此光線發射點作為道路中點，結束前述某一像素點的光線發射過程，遍歷下一個像素點，否則按照步驟4，將光線順時針旋轉一個角度再次發射光線，若光線已經旋轉過180°，則此光線發射點不是道路中點，繼續遍歷下一個像素點。

6.根據權利要求1所述的應用Visual Graph算法提取道路中線的方法，其特征在于：所述步驟4中，重復光線發射的方法為：

將兩條射線都順時針旋轉30°，兩條射線之間仍成180°反向發射，直到旋轉過180°為止。

7.根據權利要求1所述的應用Visual Graph算法提取道路中線的方法，其特征在于：所述步驟7中，中點連接的方法為：

將經步驟3所獲得的中點都存儲為一個順序表，對順序表中的每一個節點，都與表中其他節點進行比較，若與之距離為1像素，則建立兩點之間的連接；當順序表中的某一點與順序表中所有其他點比較完成之后，則從順序表中刪去該點，將連接關系和中點存儲在另一張順序表中，以供最后輸出。