[發明專利]一種基于空中視野的曲折道路信息提取與表示方法

有效

• 申請號: 201910339993.8
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110210298B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 劉景泰;王鴻鵬;李鵬鵬;朱明月
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: G06V10/25
• 分類號: G06V10/25;G06V10/44;G06V20/56;G06T5/00;G06T5/30;G06T7/11;G06T7/40;G08G1/01;G08G1/048;G08G1/0967;G08G1/0968
• 代理公司: 天津市尚儀知識產權代理事務所(普通合伙) 12217
• 代理人: 高正方

1.一種基于空中視野的曲折道路信息提取與表示方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A：提取路面離散數據；

步驟B：對離散數據進行幾何參數擬合；

步驟C：采用較少的幾何數據完整的數學公式化表達復雜的道路曲線，辨識出基于復雜道路數學模型表達的幾何參數并傳給地面智能駕駛車輛；所述的步驟C包括以下幾個子步驟：

C1：用直線、三次函數線、圓弧作為一個彎曲單元，其參數表示形式為{l,θ_c1,R,θ_s,θ_c2,±1}，其中l表示直線長度，θ_c1表示第一個三次函數回旋角度，R表示圓弧半徑，θ_s表示圓弧偏轉角度，θ_c2表示第二個三次函數回旋角度，±1表示左右偏轉標志，將直線、三次函數、圓弧的參數以{l,θ_c1,R,θ_s,θ_c2,±1}的形式進行存儲；

C2：將每六個這樣參數{l,θ_c1,R,θ_s,θ_c2,±1}作為一組，多組按照順序依次擬合拼接，得到曲率連續的復雜自由道路曲線，基于曲率連續的特點用較少的幾何數據完整的數學公式化表達復雜的道路曲線；

C3：在擁有多幀圖像的情況下，從中選取最優的參數組合，傳給地面智能駕駛車輛。

2.根據權利要求1所述的一種基于空中視野的曲折道路信息提取與表示方法，其特征在于，所述的步驟A包括以下幾個子步驟：

A1：利用無人機設備于某一高度獲得空中全局視野視頻流并獲取道路所在區域圖像信息；

A2：結合灰度值等級分級原理，利用灰度值的亮度等級不同，區分道路和周圍雜質區域；

A3：運用形態學開運算，去除椒鹽噪聲，將道路區域和周圍雜質區域分離；

A4：根據道路區域的面積最大或是道路區域的外圍矩形在整圖中的比例特征將道路輪廓提取出來，得到道路的RIO區域；

A5：利用拉普拉斯算子銳化紋理原理對道路RIO區域進行銳化，再利用二值化原理對道路區域和周圍雜質區域離散點進行區分；

A6：根據區域內離散點疏密的特征提取路面的離散點，得到覆蓋整個路面的離散數據。

3.根據權利要求1所述的一種基于空中視野的曲折道路信息提取與表示方法，其特征在于，所述的步驟B包括以下幾個子步驟；

B1：得到道路離散點后，對離散點做膨脹操作，將離散點融為以道路線為中心的連通區域，并對該區域提取骨架；

B2：利用霍夫變換原理從骨架圖中提取直線，得到直線位置；

B3：將直線位置映射到離散數據中，在離散數據中利用最小二乘法擬合出直線段，兩個直線段之間利用圓弧擬合，找到圓弧的位置；

B4：確定直線和圓弧位置后，利用三次函數擬合直線和圓弧的連接處，令三次函數的中心對稱點位于直線上且與直線兩側均相切，另一側與圓弧相接處與圓弧相切且曲率相等，實現曲率連續的道路擬合。