[發明專利]一種單相機跟蹤車道線的導航方法

有效

• 申請號: 201910564812.1
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110196062B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 鄧勇軍;張中杰;方霖;胡冬平;劉斐;桂仲成
• 申請（專利權）人: 成都圭目機器人有限公司
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34;G05D1/02
• 代理公司: 成都佳劃信知識產權代理有限公司 51266
• 代理人: 史姣姣

本發明公開了一種單相機跟蹤車道線的導航方法，包括以下步驟：標定獲得各傾斜角度像素距離換算比例；調整CCD相機的中心線與支撐桿的軸線之間的傾斜角度，拍攝任一傾斜角度的圖像；識別任一圖像中的車道線，選取初始傾斜角度；將CCD相機的中心線與支撐桿的軸線之間的傾斜角度調整至初始傾斜角度；求得初始傾斜角度下圖像中的車道線與圖像的縱向中心線的夾角；調整機器人的行進角度，使圖像中的車道線與圖像的縱向中心線的夾角為零；求得圖像中車道線與圖像的縱向中心線的像素距離和圖像的縱向中心線與機器人的中心軸線的間距；求得任一時刻車道線偏離機器人距離調整至預設的機器人偏離車道距離；機器人沿車道方向行進直至終點。

技術領域

本發明涉及道路檢測技術領域，尤其是一種單相機跟蹤車道線的導航方法。

背景技術

在隧道、市政道路場景中，由于衛星定位信號弱或盲區等原因導致機器人等自動裝備無法使用基于衛星定位導航。在機器人或其他自動裝備作業應用中，通常需要沿著車道線完成規則路徑動作，比如道路按照弓字型往返掃查道路內部病害。雖然說，無人駕駛技術利用車道線控制車輛在車道中心直行前進行駛已經非常生熟了；如申請號為201710086674.1、名稱為“一種車載車道線檢測系統及方法”，其公布了采用閥值分割檢測和直線提取算法獲得車道線；但是，現有技術中并沒有適用于自動裝備在路面上按自定義路徑定位導航，比如平行偏離車道線N米(N為作業任務要求)運行。

因此，急需要提出一種結構簡單、檢測便捷的單相機跟蹤車道線的導航方法。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種單相機跟蹤車道線的導航方法，本發明采用的技術方案如下：

一種單相機跟蹤車道線的導航方法，包括沿車道方向行進、且行進角度任意的機器人，安裝在機器人的前部、且與機器人的中心軸線重合的車道線跟蹤視覺組件；所述車道線跟蹤視覺組件包括底部安裝在機器人的前部的支撐桿，設置在支撐桿的頂部的傾斜伺服電機，與傾斜伺服電機的轉軸連接的連接柱，以及安裝在連接柱上、與機器人的中心軸線重合的CCD相機；

所述導航方法，包括以下步驟：

步驟S1，利用平行于機器人的中心軸線的均勻間隔的黑白條紋標定獲得在傾斜角度m下第n個區間內的像素距離換算比例f_mn；獲得在傾斜角度m下圖像的縱向中心線與機器人的中心軸線的間距L_m；預設機器人偏離車道距離T；所述傾斜角度m大于-45°且小于45°；

步驟S2，選取車道檢測的起始點，并利用傾斜伺服電機調整CCD相機的中心線與支撐桿的軸線之間的傾斜角度m，同時，拍攝任一傾斜角度m的圖像；

步驟S3，利用閥值分割和直線提取算法識別圖像中的車道線，選取圖像中車道線與圖像的中心線的距離差最小值的圖像對應的傾斜角度、并標記為初始傾斜角度i；

步驟S4，將CCD相機的中心線與支撐桿的軸線之間的傾斜角度調整至初始傾斜角度i，且利用CCD相機拍攝行進的圖像；

步驟S5，利用閥值分割和直線提取算法識別圖像中的車道線，求得初始傾斜角度i下圖像中的車道線與圖像的縱向中心線的夾角；所述圖像的縱向中心線與機器人的中心軸線平行；

步驟S6，調整機器人的行進角度，重復步驟S5，直至圖像中的車道線與圖像的縱向中心線的夾角為零；

步驟S7，求得圖像中車道線與圖像的縱向中心線的像素距離S和圖像的縱向中心線與機器人的中心軸線的間距L_i；根據像素距離S求得車道線位于圖像中第j個區間內；在初始傾斜角度i下第j個區間內像素距離換算比例為f_ij；求得任一時刻車道線偏離機器人距離為f_ij×S+L_i；

步驟S8，調整機器人平移運動，重復步驟S7，直至車道線偏離機器人距離調整至預設的機器人偏離車道距離T；