[發明專利]一種多車道線檢測方法

有效

• 申請號: 201710256771.0
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN107045629B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 陳必科;楊健;宮辰;錢建軍
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/34;G06K9/46
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

1.一種多車道線檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、初始化控制點先驗信息和車道線先驗信息；

步驟2、獲取連續幀的彩色圖像，對當前幀圖像進行灰度化處理；

步驟3、設定柵格地圖的大小，結合相機內參數及相機架設的高度求取當前幀灰度圖中感興趣區域的逆透視圖像，此逆透視圖像即為當前幀的柵格地圖；

步驟4、根據控制點先驗信息，在柵格地圖上應用德洛內三角剖分算法和泰森多邊形，獲得對柵格地圖的區域劃分，劃分好的區域互不重疊；

步驟5、對劃分好的區域分別使用Sobel算子對當前幀車道線進行邊緣檢測，再使用自適應閾值化操作獲得二值圖，使用腐蝕操作消除部分噪聲點，獲得最終的二值圖；

步驟6、根據車道線先驗信息，對劃分好區域分組，將包含上一幀同一條車道線的區域歸為同一組，并記錄當前幀在每一組中所包含非零像素值所在位置的橫坐標和縱坐標；

步驟7、使用改進的RANSAC算法對每一組非零像素點做曲線擬合獲得車道線方程；

步驟8、采用粒子濾波算法結合控制點先驗信息預測當前幀的控制點坐標，結合步驟7擬合的車道線方程，求得最終的車道線方程；

步驟9、對柵格地圖中求得的最終車道線方程做透視變換，求得當前幀在原圖上的車道線方程，即得檢測的車道線；若存在未處理的圖像幀，則將步驟8得到的最終車道線方程作為下一幀的車道線先驗信息，并根據最終車道線方程確定下一幀圖像的控制點先驗信息，并跳轉步驟2處理下一幀；

所述步驟8確定最終車道線方程的具體方法為：

步驟8-1、采用粒子濾波算法預測當前幀控制點坐標；

步驟8-2、在柵格地圖中從上到下每隔一段距離劃一條橫線，選擇步驟7擬合的車道線方程與橫線的交點作為當前幀的控制點；

步驟8-3、將步驟8-2和8-1得到的橫坐標做差值，若差值大于設定的閾值，則將步驟8-1預測的控制點的坐標作為粒子濾波算法的預測值，將步驟8-2計算出的控制點的坐標作為粒子濾波算法的測量值，然后分別計算預測值的橫坐標與測量值的橫坐標的距離，并做歸一化，將歸一化后的值作為預測的控制點的坐標的概率，如果差值小于設定的閾值，則不更新粒子濾波算法的粒子概率；最后選取最大概率所對應的粒子作為新的控制點；

步驟8-4、根據步驟8-3，獲得新的控制點后，對每一組新的控制點采用最小二乘擬合，求得最終的車道線方程。

2.根據權利要求1所述的一種多車道線檢測方法，其特征在于，所述步驟2只提取彩圖像中的紅色通道進行灰度化處理。

3.根據權利要求1所述的一種多車道線檢測方法，其特征在于，所述步驟3獲取柵格地圖的具體方法為：

步驟3-1、設定當前車輛的前方感知范圍和左右感知范圍，以及柵格地圖的分辨率，即柵格地圖中一個像素對應物理世界中一塊區域的大小；

步驟3-2、接著計算柵格地圖的大小；

步驟3-3、結合相機參數和柵格地圖的尺寸計算灰度圖像的逆透視圖，即最終的柵格地圖。

4.根據權利要求1所述的一種多車道線檢測方法，其特征在于，所述步驟5邊緣檢測的具體方法為：使用水平方向2階導數、垂直方向0階導數、核的大小為5×5的Sobel算子檢測車道線邊緣；自適應閾值化操作的具體方法為：分別求取每一個區域的最大像素值，如果區域中像素的值大于最大值的95％，則被重新賦值為255，小于最大值的95％的像素，其像素值被賦值為0；腐蝕操作采用使用3×3大小的核。

5.根據權利要求1所述的一種多車道線檢測方法，其特征在于，所述步驟7對每一組非零像素點做曲線擬合的具體方法為：

步驟7-1、從上到下分別在每一個區域中隨機產生一個點，如果該區域中沒有點，則直接跳過；

步驟7-2、選擇產生的隨機點做曲線擬合；

步驟7-3、統計其余點到該曲線的距離，對距離大于閾值的非零值像素計數；

步驟7-4、重復步驟7-1到7-3直到最大迭代次數，選擇計數最多的曲線即為最終所擬合出的車道線。

6.根據權利要求1所述的一種多車道線檢測方法，其特征在于，所述步驟9確定下一幀圖像控制點先驗信息的具體方法為：在柵格地圖中從上到下每隔一段距離劃一條橫線，選擇橫線與步驟8求得的最終車道線方程的交點作為當前幀的控制點，即下一幀圖像控制點先驗信息。