CN101639893B - 道路方向识别的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种道路方向识别的方法和装置，该方法包括步骤：计算从车载图像摄取装置所摄取的图像中的消失线以下部分中所提取的各个候选车道线在真实世界中的方向；计算所述图像中的多个方向区域的每一个方向区域D的候选车道线总长度，其中，所述多个方向区域是通过划分所述图像中的方向得到的，所述方向区域D的候选车道线总长度等于所述各个候选车道线中在真实世界中的方向位于所述方向区域D内的候选车道线的长度之和；以及，将所述多个方向区域中所述计算的候选车道线总长度最大的方向区域确定为所述图像的道路方向。利用该方法和装置，不需要正确识别出车道线，基于候选车道线就能检测出道路方向。

Description

道路方向识别的方法和装置

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种道路方向识别的方法和装置。

背景技术

通常，实际中的道路总是千差万别的。此外，道路附近常常存在复杂的自然景物和建筑物，以及，道路的车道标识不清晰和/或道路中众多的交通参与者(例如，车、自行车和行人等)，因此，道路状况比较复杂。

为此，人们想到了通过检测道路方向来检测道路的方案，如图1所示。专利文献JP2003-228711A提出了一种车道线识别方法，其中，通过识别道路的车道线来确定道路方向，从而实现道路检测。其流程如图2所示。

然而，上述检测道路方向的方法，非常依赖车道线的正确识别，而且正确识别车道线需要很大运算量。

发明内容

考虑到现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提出一种道路方向识别的方法和装置，利用该方法和装置，不需要正确识别出车道线，基于候选车道线就能检测出道路方向。

为了实现本发明的目的，按照本发明的一种道路方向识别的方法，包括步骤：计算从车载图像摄取装置所摄取的图像中的消失线以下部分中所提取的各个候选车道线在真实世界中的方向；计算所述图像中的多个方向区域的每一个方向区域D的候选车道线总长度，其中，所述多个方向区域是通过划分所述图像中的方向得到的，所述方向区域D的候选车道线总长度等于所述各个候选车道线中在真实世界中的方向位于所述方向区域D内的候选车道线的长度之和；以及，将所述多个方向区域中所述计算的候选车道线总长度最大的方向区域确定为所述图像的道路方向。

为了实现本发明的目的，按照本发明的一种道路方向识别的装置，包括：方向计算模块，用于计算从车载图像摄取装置所摄取的图像中的消失线以下部分中所提取的各个候选车道线在真实世界中的方向；总长度计算模块，用于计算所述图像中的多个方向区域的每一个方向区域D的候选车道线总长度，其中，所述多个方向区域是通过划分所述图像中的方向得到的，所述方向区域D的候选车道线总长度等于所述各个候选车道线中在真实世界中的方向位于所述方向区域D内的候选车道线的长度之和；以及，确定模块，用于将所述多个方向区域中所述计算的候选车道线总长度最大的方向区域确定为所述图像的道路方向。

由上述可见，本发明不需要正确识别出车道线，基于候选车道线就能检测出道路方向。

附图说明

本发明的其它特征、目的和优点将通过以下结合附图的描述变得更加显而易见。其中：

图1示出现有技术的通过检测道路方向来检测道路的示意图。

图2示出现有技术的一种道路方向检测方法的示意图。

图3示出本发明的思想的流程示意图。

图4示出了按照本发明一个实施例的道路方向识别的方法流程图。

图5a示出了按照本发明一个实施例的方向区域的示意图。

图5b示出了按照本发明一个实施例的候选车道线的示意图。

图6示出了按照本发明一个实施例的候选车道线在真实世界中的方向的计算方法的流程图。

图7示出了按照本发明一个实施例的道路方向识别的装置的示意图。

具体实施方式

本发明的思想如图3所示，即：从安装在车辆上的图像摄取装置(以下简称为车载图像摄取装置)所摄取的图像中的消失线以下部分中，提取候选车道线，并根据该提取的候选车道线来计算道路方向。在这里，所依据的自然规律是：所摄取的图像中的消失线以下部分大部分都是道路区域的图像，利用“道路区域内代表道路方向的线，如车道线，路肩石，护栏等，一般沿着整个道路修建，本身长度很长”这一特征，在此区域提取候选车道线，并且如果在某一方向区域内累加的候选车道线总长度最长，则该方向区域能代表道路方向。

下面将参考附图来详细描述本发明的各个实施例。

图4示出了按照本发明一个实施例的道路方向识别的方法流程图。如图4所示，首先，将安装在车辆上的摄像机所获取的图像中的方向划分成三个方向区域(步骤S100)。在这个实施例中，如图5a所示，这个三个方向区域分别是图像中的左前侧方向区域、正前方向区域和右前侧方向区域，其中，左前侧方向区域包括方向角为0°-60°的方向，正前方向区域包括方向角为60°-120°的方向，以及右前侧方向区域包括方向角为120°-180°的方向。

接着，计算从所述摄取的图像中的消失线以下部分中提取的各个候选车道线在真实世界中的方向(步骤S110)。候选车道线在真实世界中的方向的计算将在下面结合图6详细描述。

在这个实施例中，可以使用现有的和将来发明出来的各种方法来从图像中的消失线以下部分中提取候选车道线(或者称为疑似车道线)。例如，可以利用日本专利申请JP2007-179386所公开的白线识别方法和装置方法来从图像中提取候选车道线，在该方法中，首先基于车道线(白线)的亮度通常较两侧地面亮度高的特点将图像二值化，然后通过边缘检测和hough提取直线的方法得到候选车道线(疑似车道线)。又例如，可以利用日本专利申请JP2004-240636所公开的检测白线的方法来从图像中提取候选车道线，在该方法中，首先对图像执行边缘处理以检测边缘部分，然后从该提取的边缘部分中提取白线候选点并对这些白线候选点执行噪声去除，最后基于这些白线候选点形成候选车道线。在这里，以参考的方式插入日本专利申请JP2007-179386和JP2004-240636的所有内容。图5b示出了按照本发明一个实施例的候选车道线的示意图。如5b所示，箭头①②③所指示的线段是候选车道线，而箭头④⑤⑥所指示的线段属于背景干扰线，不是候选车道线。

然后，确定在真实世界中的方向位于各个方向区域的候选车道线(步骤S120)。即，确定在真实世界中的方向位于左前侧方向区域的候选车道线，在真实世界中的方向位于正前方向区域的候选车道线，以及在真实世界中的方向位于右前侧方向区域的候选车道线。

例如，假设候选车道线C10、C20和C30在真实世界中的方向分别为30°、100°和150°，那么候选车道线C10位于左前侧方向区域，候选车道线C20位于正前方向区域和候选车道线C30位于右前侧方向区域。

接着，分别计算各个方向区域的候选车道线总长度(步骤S130)。即，计算在真实世界中的方向位于左前侧方向区域的候选车道线的长度之和作为左前侧方向区域的候选车道线总长度，计算在真实世界中的方向位于正前方向区域的候选车道线的长度之和作为正前方向区域的候选车道线总长度，以及，计算在真实世界中的方向位于右前侧方向区域的候选车道线的长度之和作为右前侧方向区域的候选车道线总长度。

例如，假设仅候选车道线C10、C14和C18位于左前侧方向区域，仅候选车道线C20、C24和C28位于正前方向区域，以及，仅候选车道线C30、C34和C38位于右前侧方向区域，那么左前侧方向区域的候选车道线总长度等于三个候选车道线C10、C14和C18的长度之和，正前方向区域的候选车道线总长度等于三个候选车道线C20、C24和C28的长度之和，以及右前侧方向区域的候选车道线总长度等于三个候选车道线C30、C34和C38的长度之和。

最后，将所计算的候选车道线总长度最大的方向区域确定为图像中的道路方向(步骤S140)。例如，假设左前侧方向区域的候选车道线总长度为30，正前方向区域的候选车道线总长度为45，以及，右前侧方向区域的候选车道线总长度为38，那么与其它两个方向区域的候选车道线总长度相比，正前方向区域的候选车道线总长度最大，从而，正前方向区域被确定为图像中的道路方向。

本领域技术人员应当理解，虽然在上述实施例中，图像中的方向被划分成三个方向区域，然而，本发明并不局限于此。在本发明的其它一些实施中，图像中的方向可以被划分成两个方向区域或三个以上方向区域。

图6示出了按照本发明一个实施例的候选车道线在真实世界中的方向的计算方法的流程图。如图6所示，首先，利用摄像机标定方法来计算图像中的每一个候选车道线的两个端点分别在真实世界中的坐标(步骤S310)。本领域技术人员应当理解，利用摄像机标定方法来计算图像中的各个点在真实世界中的坐标是本领域的公知技术(参见人民邮电出版社出版的书号为711511496X的《图像处理分析与机器视觉(第二版)》，因此在此省略对其的描述。

接着，利用所计算的每一个候选车道线的两个端点分别在真实世界中的坐标，计算每一个候选车道线在真实世界中的斜率(步骤S320)。

最后，根据所计算的每一个候选车道线在真实世界中的斜率，计算每一个候选车道线在真实世界中的方向角，从而计算得到每一个候选车道线在真实世界中的方向(步骤S330)。

本领域技术人员应当理解，虽然在上面的实施例中，使用摄像机作为车载图像摄取装置来获取图像，然而，本发明并不局限于此。在本发明的其它实施例中，车载图像摄取装置还可以是照相机等。

在上面的各个实施例中，基于候选车道线来识别道路方向，由于不需要正确识别车道线，因此，减少了计算量，提高了道路方向的识别速度。

由于不需要正确识别车道线，因此与常用的基于车道线识别的结果计算出道路方向的方法相比，可以在车道线识别之前使用，对后续的车道线识别等其它识别系统提供支持，适用范围更广。

上述各个实施例中的方法，可以利用软件、硬件或者软硬件结合的方式来实现。

图7示出了按照本发明一个实施例的道路方向识别的装置的示意图。如图7所示，道路方向识别的装置70包括方向计算模块701、总长度计算模块705和确定模块709。

其中，方向计算模块701计算从车载图像摄取装置所摄取的图像中的消失线以下部分中所提取的各个候选车道线在真实世界中的方向。总长度计算模块705计算所述图像中的多个方向区域的每一个方向区域D的车道线总长度，其中，所述多个方向区域是通过划分所述图像中的方向得到的，所述方向区域D的车道线总长度等于所述各个候选车道线中在真实世界中的方向位于所述方向区域D内的候选车道线的长度之和。确定模块709将所述多个方向区域中所述计算的车道线总长度最大的方向区域确定为所述图像的道路方向。

其中，方向计算模块701进一步包括：坐标计算模块7011、斜率计算模块7013和方向角计算模块7015。坐标计算模块7011计算利用摄像机标定方法来所述各个候选车道线的每一个的两个端点分别在真实世界中的坐标。斜率计算模块7013基于所述各个候选车道线的每一个的两个端点分别在真实世界中的坐标，计算所述各个候选车道线的每一个在真实世界中的斜率。方向角计算模块7015基于所述各个候选车道线的每一个在真实世界中的斜率，计算所述各个候选车道线的每一个在真实世界中的方向角，作为所述各个候选车道线的每一个在真实世界中的方向。

本领域技术人员应当理解，本发明的各个实施例所公开的道路方向识别的方法和装置，可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形、变化和修改，因此，本发明的保护范围由所附的权利要求书来限定。

Claims (6)

1.一种道路方向识别的方法，包括步骤：

计算从车载图像摄取装置所摄取的图像中的消失线以下部分中所提取的各个候选车道线在真实世界中的方向；

计算所述图像中的多个方向区域的每一个方向区域D的候选车道线总长度，其中，所述多个方向区域是通过划分所述图像中的方向得到的，所述方向区域D的候选车道线总长度等于所述各个候选车道线中在真实世界中的方向位于所述方向区域D内的候选车道线的长度之和；以及

将所述多个方向区域中所述计算的候选车道线总长度最大的方向区域确定为所述图像的道路方向，

其中，计算从车载图像摄取装置所摄取的图像中的消失线以下部分中所提取的各个候选车道线在真实世界中的方向的步骤进一步包括：

计算所述各个候选车道线的每一个的两个端点分别在真实世界中的坐标；

基于所述各个候选车道线的每一个的两个端点分别在真实世界中的坐标，计算所述各个候选车道线的每一个在真实世界中的斜率；以及

基于所述各个候选车道线的每一个在真实世界中的斜率，计算所述各个候选车道线的每一个在真实世界中的方向角，作为所述各个候选车道线的每一个在真实世界中的方向。

2.如权利要求1所述的方法，其中，计算所述各个候选车道线的每一个的两个端点分别在真实世界中的坐标的步骤进一步包括：

利用摄像机标定方法来计算所述各个候选车道线的每一个的两个端点分别在真实世界中的坐标。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个方向区域包括所述图像中的左前侧方向区域、正前方向区域和右前侧方向区域。

4.一种道路方向识别的装置，包括：

方向计算模块，用于计算从车载图像摄取装置所摄取的图像中的消失线以下部分中所提取的各个候选车道线在真实世界中的方向；

总长度计算模块，用于计算所述图像中的多个方向区域的每一个方向区域D的候选车道线总长度，其中，所述多个方向区域是通过划分所述图像中的方向得到的，所述方向区域D的候选车道线总长度等于所述各个候选车道线中在真实世界中的方向位于所述方向区域D内的候选车道线的长度之和；以及

确定模块，用于将所述多个方向区域中所述计算的候选车道线总长度最大的方向区域确定为所述图像的道路方向，

其中，所述方向计算模块进一步包括：

坐标计算模块，用于计算所述各个候选车道线的每一个的两个端点分别在真实世界中的坐标；

斜率计算模块，用于基于所述各个候选车道线的每一个的两个端点分别在真实世界中的坐标，计算所述各个候选车道线的每一个在真实世界中的斜率；以及

方向角计算模块，用于基于所述各个候选车道线的每一个在真实世界中的斜率，计算所述各个候选车道线的每一个在真实世界中的方向角，作为所述各个候选车道线的每一个在真实世界中的方向。

5.如权利要求4所述的装置，其中，所述坐标计算模块利用摄像机标定方法来计算所述各个候选车道线的每一个的两个端点分别在真实世界中的坐标。

6.如权利要求4所述的装置，其中，所述多个方向区域包括所述图像中的左前侧方向区域、正前方向区域和右前侧方向区域。

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