一种单目视觉车道线检测方法及其测距方法
【专利摘要】本发明公开了一种单目视觉车道线检测方法及其测距方法，属于车辆驾驶安全辅助系统领域。其中车道线检测方法为：首先在车辆刚起步时拍摄多帧图像获取参照车道线，然后每读入一帧实时图像，均获取候选实时车道线，将候选实时车道线与参照车道线进行区域匹配，若能够匹配成功则更新倾斜角后输出参照车道线；若匹配不成功，且第一次出现不成功情况时，将候选实时车道线记载为临时车道线，若不匹配的情况连续出现，且能连续与临时车道线匹配成功，则输出临时车道线。利用上述方法检测到的车道线图像，设置参考目标并根据视觉采集系统中参考目标和目标车辆的投影关系，计算本体车辆与目标车辆之间距离。本发明适用于车辆车道线检测与两车测距。
【专利说明】一种单目视觉车道线检测方法及其测距方法
【技术领域】
[0001]本发明属于车辆驾驶安全辅助系统领域，具体涉及一种单目视觉车道线检测方法及基于该车道线检测方法的车辆测距方法。
【背景技术】
[0002]目前，随着车辆的普及，车辆的防撞与导航成为了热门的研究方向，智能的车辆防撞与导航的系统将是未来智能交通体系的重要组成部分。
[0003]而无论车辆的防撞还是导航，车道线的快速准确的识别尤其重要，目前已经提出了很多基于视觉的车道线识别检测方法，大部分方法均是首先进行图像分割，对分割后的图像使用直线检测方法识别车道线。
[0004]车道线的精准检测是实现车辆间测距的必要条件，而车辆间测距对于车辆防撞有重要的作用。目前测量车辆间距离主要采用单目视觉测量方法:即在车辆行驶时，采用一台数码相机或摄像机等视觉采集系统，拍摄单张图像，使用拍摄到的图像对汽车与前方车辆之间的距离进行测量。由于单目视觉测量方法结构简单，操作方便，避免了立体视觉中的视场小、立体匹配难等问题，因而越来越受到人们的重视。
[0005]使用单目视觉的方法进行测距，其过程主要包括对物体的三维坐标的测量和对物体测距的研究。其中单目视觉测距的常用方法包括几何相似法、几何形状约束法、结构光法和激光辅助测距法以及几何 光学法。
[0006]其中几何相似法需要对摄像系统或视觉采集系统的位置、角度等精确测量，若位置与角度测量达不到一定精度，则会导致几何相似法的测距结果精度不高；几何形状约束法对目标几何形状有要求，不能针对所有几何形状进行测距；结构光法和激光辅助测距法需要激光作辅助工具；几何光学法分聚集法和离焦法，聚集法硬件复杂且昂贵、处理速度慢，离焦法中离焦模型的准确标定是难点。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明提供了一种单目视觉车道线检测方法，该方法能够有效利用车道线检测的历史信息进行实时车道线检测，能够最大程度地避免虚假检测，提高车道线的检测精度。
[0008]为达到上述目的，本发明的技术方案为:
[0009]一种单目视觉车道线检测方法，具体步骤为:
[0010]步骤1、设置异常标识fIag=O,异常累积帧数N=O ；
[0011]获取参照车道线:获得车辆刚起步时拍摄的M帧图像，对M帧图像中每一帧均进行候选车道线提取，在所提取的所有候选车道线中，选取出现概率最高的两条候选车道线作为参照车道线，并确定参照车道线的区域DfQ^，D02]和倾斜角Θ ^ ;
[0012]步骤2、自第M帧图像之后，继续读入第i帧图像，i>M，对于第i帧图像进行实时检测，更新参照车道线并输出，本步骤具体如下:[0013]步骤201、读入第i帧图像，对于第i帧图像检测得到Iii条候选实时车道线，先根据倾斜角将候选实时车道线分为两组，其中倾斜角大于90°的为一组、倾斜角小于90°的为一组；
[0014]再用候选实时车道线的区域与参照车道线区域Dtl进行匹配，分别获取每组中各条候选实时车道线的区烛0与参照车道线的区域Dtl的像素的重叠区域0，计算区域匹配率
Pmatch.[0015]
【权利要求】
1.一种单目视觉车道线检测方法，其特征在于，该方法具体步骤为: 步骤1、设置异常标识flag=0，异常累积帧数N=O ； 获取参照车道线:获得车辆刚起步时拍摄的M帧图像，对M帧图像中每一帧均进行候选车道线提取，在所提取的所有候选车道线中，选取出现概率最高的两条候选车道线作为参照车道线，并确定参照车道线的区域D^Q^，D02]和倾斜角Θ ^ ; 步骤2、自第M帧图像之后，继续读入第i帧图像，i>M，对于第i帧图像进行实时检测，更新参照车道线并输出，本步骤具体如下: 步骤201、读入第i帧图像，对于第i帧图像检测得到Iii条候选实时车道线，先根据倾斜角将候选实时车道线分为两组，其中倾斜角大于90°的为一组、倾斜角小于90°的为一组； 再用候选实时车道线的区域与参照车道线区域Dtl进行匹配，分别获取每组中各条候选实时车道线的区域与参照车道线的区域Dtl的像素的重叠区域O，计算区域匹配率Pmatdi:
2.如权利要求1所述的一种单目视觉车道线检测方法，其特征在于，所述步骤I中获取参照车道线的具体步骤为: 步骤101、获得车辆刚起步时拍摄的M帧图像，对M帧图像中每一帧均进行直线检测，每帧图像均检测获得多条直线； 步骤102、对于每帧图像中的多条直线，按照区域进行合并，每个区域均为一条候选车道线，其中第j帧图像共获得η」条候选车道线，所述区域的宽度依据图像大小进行设置；其中j=l、2、……M; 计算每一候选车道线的倾斜角Θ ； 步骤103、将所述η」条候选车道线按照其倾斜角分为两组，其中倾斜角大于90°的为一组、倾斜角小于90°的为一组；从两组中各选择一条车道线组成一对候选车道线，所选一对候选车道线满足的条件是:两条候选车道线在图像的纵向所占位置相同，且在图像的横向位置相差最小； 则M帧图像共获得M对候选车道线，在该M对候选车道线中，统计倾斜角相近的候选车道线对的出现概率，选择在M对候选车道线中出现概率最大的一对候选车道线，记录该对候选车道线为参考车道线； 所述倾斜角相近即倾斜角相差在设定范围之内。
3.如权利要求2所述的一种单目视觉车道线检测方法，其特征在于，所述步骤102中候选车道线倾斜角的计算方法为:首先判断候选车道线的两端点(Xl，yi)、(x2，y2)是否满足X2-X1 = O,若满足则 Θ =90。，否则计算P = tan 1;若 Θ <0，则取 Θ = Θ+180°。
4.一种基于如权利要求1所述的单目视觉车道线检测方法的测距方法，其特征在于，该方法具体步骤如下: 第一步、场景中具有本体车辆与目标车辆，本体车辆的垂直高度为Ii1，在本体车辆顶部设置视觉采集系统，在本体车辆的行驶方向上，将参考目标设置于本体车辆的最前端，且参考目标相对于于水平路面的垂直高度为h2 ； 其中视觉采集系统位置与参考目标之间的距离为参照距离Lstand ； 第二步、使用视觉采集系统进行单目拍摄，依据单目视觉车道线检测方法获得本体车辆车道线图像，在车道线图像上，延伸参考车道线至目标车辆的位置； 第三步、根据视觉采集系统中参考目标和目标车辆的投影关系，获得视觉采集系统与目标车辆车道线之间的直线距离Ltawt:
【文档编号】G01C3/00GK103630122SQ201310481455
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】高鹏, 李祥红, 张海, 王婷, 张宣, 赵春阳 申请人:北京航天科工世纪卫星科技有限公司, 北京航空航天大学