[發明專利]基于無人機低空航拍圖像的道路交通標線檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201810951206.0
• 申請日: 2018-08-21
• 公開（公告）號: CN108596165B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 羅林燕;譚鑫;黃新景;周哲;蔣自成
• 申請（專利權）人: 湖南鯤鵬智匯無人機技術有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 朱桂花

本發明提供一種基于無人機低空航拍圖像的道路交通標線檢測方法及系統，包括獲取無人機低空航拍的車道圖像；對獲取的車道圖像進行預處理；計算預處理后車道圖像中各連通域中像素的筆畫寬度；根據像素的筆畫寬度進行連通域篩選以用于進行道路交通標線與道路的分揀；在篩選出的道路交通標線連通域內用基于隨機抽樣一致性的三次B樣條曲線擬合算法精確確定道路交通標線的位置。排除無人機低空拍攝角度、高度變化、光照強度變化、水跡、車道線破損和綠化帶及陰影對道路交通標線檢測的影響，同時檢測出車道線、箭頭、人行道、停止線等，實現了道路交通標線檢測的無人機機載實時處理。本發明應用于交通信息技術和計算機視覺技術交通應用領域。

技術領域

本發明涉及交通信息技術和計算機視覺技術交通應用領域，尤其涉及一種基于無人機低空航拍圖像的道路交通標線檢測方法及系統。

背景技術

清晰的道路交通標線可以幫助駕駛員進行行車判斷、安全駕駛，路政巡查時，需要及時檢測出破損的道路交通標線，并進行修補。在交通執法巡查時，也可通過檢測道路交通標線來監控是否有車輛違規行駛。在迅速發展的智能駕駛、無人駕駛等技術中，也廣泛采用檢測車道線的方法來輔助車輛進行車道保持。另外在制作高精度地圖時，也需要準確提取出道路交通標線的位置和屬性。

無人機低空航拍的車道圖像，拍攝角度不一（有正攝、多個不同角度的傾斜攝影、前攝），標線類型多樣（如直線、曲線型車道線，人行道，停止線，箭頭），車道外與道路交通標線形狀相似的干擾物較多，道路交通標線的寬度、長短也會由于拍攝角度、遠近的不同而發生變化，綠化帶、建筑物等的陰影會遮擋道路交通標線，一些車道中行駛車輛的某些部位也會成為道路交通標線檢測的干擾物。因此，從無人機低空航拍的車道圖像中檢測出道路交通標線，涉及兩個重點問題，一是如何排除車道內外與道路交通標線相似物體的干擾，二是在車道內如何提高道路交通標線檢測的準確度。

現有的道路交通標線檢測技術一般是針對駕駛人視角，該類方法單幀圖像的視角范圍有限，單幀圖像中的道路交通標線類型較少，不適用于航拍圖像的處理。而針對無人機航拍圖像的道路交通標線檢測，則以正攝影像、直線型車道線檢測為主。采用人工的方法，雖然可以準確檢測出無人機低空航拍圖像中的道路交通標線，但是費時費力、效率低下。

現有的道路交通標線檢測算法大體可以分為基于特征的檢測方法和基于模型匹配的檢測方法兩類。

基于特征的檢測方法，一般利用道路交通標線的顏色、紋理、幾何形狀、梯度變化等特征將道路交通標線從圖像中分割出來，如“一種車載車道線檢測系統及方法，申請號/專利號：201710086674.1，發明設計人：胡釗政 黃剛 蔡浩 楊哲 穆孟超”基于車道線的顏色特征檢測車道線；“基于低空航拍圖像的車道線自動識別方法，申請號/專利號：201310409740.6，發明設計人：王云鵬 余貴珍 鄭欣蕊 徐永正 張毅鵬”、“基于無人機航拍影像的車道線自動提取和識別方法，申請號/專利號：201710450069.8，發明設計人：葛嵩”、“一種基于線結構光三維測量的公路標線檢測方法，申請號/專利號：201610827906.X，發明設計人：李清泉 張德津 曹民 林紅”、“一種基于無人機航拍公路圖像的公路標線破損檢測方法，申請號/專利號：201710908434.5，發明設計人：周敏 劉寧鐘 朱志超 王立春 王勇”通過車道線的幾何形狀特征提取車道線，“航拍視頻高速公路車道線檢測技術研究，東南大學，碩士學位論文，作者：唐濤”則結合車道線的顏色特征和幾何形狀特征提取車道線。其中基于顏色特征與梯度變化的車道線檢測方法，容易受光照強度變化、路面陰影、水跡、車道線破損等因素的影響。基于幾何形狀的檢測方法，對拍攝角度有較高要求，如“基于低空航拍圖像的車道線自動識別方法，申請號/專利號：201310409740.6，發明設計人：王云鵬 余貴珍 鄭欣蕊 徐永正 張毅鵬”要求拍攝角度為水平方向且道路區域位于圖像的中間位置、“一種道路標線檢測方法，申請號/專利號：201310193755.3，發明設計人：湯淑明 孫濤”需要對圖像傳感器進行標定，同時該類方法容易受到路邊線狀物體、道路中行駛車輛、磨損車道線的影響，并且直線型車道線和曲線型車道需要分別檢測。