一种单目视觉车道线检测方法及其测距方法

摘要

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。

主权项

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=0；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D₀=[D₀₁,D₀₂]和倾斜角θ₀；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n_i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D₀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D₀的像素的重叠区域O，计算区域匹配率P_match：$P_{\mathrm{match}}=\frac{S_o}{S_{D_0}}\times 100\%,$其中S₀为重叠区域O在图像中所占的像素个数，为参照车道线的区域D₀在图像中所占的像素个数；若两组中都存在至少一条候选实时车道线与D₀₁或D₀₂的匹配率P_match≥50%，则区域匹配成功，此时针对每一组候选实时车道线，选出P_match最大的一条候选实时车道线，作为实时车道线，并将其所对应的区域记为D_i，将其所对应的倾斜角记为θ_i，设置flag=0、N=0；转到步骤202；若区域匹配不成功，则转到步骤203；步骤202、倾斜角θ_i与倾斜角θ₀进行匹配，并设定判据为θ_threshold，即判断是否满足|θ_i-θ₀|≤θ_threshold，若满足，则倾斜角匹配成功，按照下式更新参照车道线：$\left\{\begin{array}{c}{D}_0=(1-\alpha )D_0+\alpha D_i\\ {\theta }_0=(1-\alpha ){\theta }_0+\alpha {\theta }_i\end{array}\right.$其中，α为更新系数；若倾斜角匹配不成功，按照下式更新参照车道线：$\left\{\begin{array}{c}{D}_0=(1-\alpha )D_0+\alpha D_i\\ {\theta }_0={\theta }_i\end{array}\right.$转到步骤208；步骤203、判断flag是否为0，若是转到步骤204；否则转到步骤205；步骤204、判定第i帧图像出现异常，设置flag=1、N=1，将第i帧图像的候选实时车道线作为临时车道线，其中临时车道线的车道线区域倾斜角临时车道线的候选个数n_tem=n_i；转到步骤208；步骤205、按照倾斜角的范围将n_i条候选实时车道线和n_tem条候选临时道线分为两组，其中倾斜角大于90°的为一组、倾斜角小于90°的为一组；将属于同一组的候选实时车道线的区域与临时车道线的区域D_tem进行匹配，若一条候选实时车道线与一条临时车道线具有像素重叠区域，则计算该条候选实时车道线与该条临时车道线的匹配率；若两组中，每一组都存在至少一条候选实时车道线与一条临时车道线匹配率大于或等于50％，则匹配成功，从两组中各选出对应匹配率最大的一条候选实时车道线，作为实时车道线，即为记为D_i和θ_i；令N自增1，更新临时车道线区域D_tem＝(1-α)D_tem+αD_i，转到步骤206进行倾斜角的匹配与更新；若与临时车道线匹配不成功，转到步骤208；步骤206、将倾斜角θ_i与倾斜角θ_tem进行匹配，并设定判据为θ_p，即判断是否满足|θ_i-θ_tem|≤θ_p，若满足，则临时倾斜角匹配成功，更新临时车道线的倾斜角θ_tem＝(1-α)θ_tem+αθ_i；若匹配不成功，设置临时倾斜角θ_tem＝θ_i；转到步骤207；步骤207、判断异常帧数是否满足N＞N_threshold，若不满足，直接转到步骤208，其中N_threshold为设定异常数阈值；若满足，则将临时车道线作为参照车道线，将参照车道线作为临时车道线，且令N=0，转到步骤208；步骤208、令参照车道线为当前帧识别结果，输出车道线图像，判断车辆是否停止，若车辆已停止，则步骤2终止，若车辆未停止，则i自增1，返回步骤201。