CN103488976B - 一种基于智能驾驶中停止线实时检测的距离测量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于智能驾驶中停止线实时检测的距离测量的方法，包括以下几个步骤：获取原始路面图像，对其进行逆透视变换，得到一张鸟瞰图像，用预先设定好的位置坐标和大小裁剪感兴趣区域，然后对感兴趣区域图像进行灰度化、二值化，最后使用霍夫线变换检测水平直线，当检测到的直线长度大于感兴趣区域宽度的五分之四时，则认为该条直线为停止线。根据摄像机标定所得的内外参数，获得图像坐标系与道路平面坐标系的映射关系；在用一标定板获取图像坐标与道路平面坐标的比例关系，根据这一比例关系可以将图像中两点的欧氏距离换算成实际道路平面中的距离。本发明不仅可以检测到道路中的停止线而且还可以计算出停止线离车的距离。
Description
技术领域
本发明是一种基于智能驾驶中停止线实时检测的距离测量的方法，属于智能交通行业的交通信息检测领域。
背景技术
随着社会和经济的快速发展，城市交通量日益增加，交通事故也频频发生，安全驾驶已成为一个热点。目前很多汽车都有自己的安全辅助系统，但是这些安全辅助系统都还没有包含到停止线的检测，然而停止线是重要的交通信息之一，可以保证车辆不闯红灯，同时保障行人安全。智能驾驶是车辆工程、计算机视觉等领域的研究热点，停止线检测技术是智能驾驶关键技术的重要内容，因为关系到智能车辆是否能安全驾驶以及行人的生命安全。因此，准确、实时的停止线检测显得尤为重要。在无人驾驶技术中，除了需要准确地检测出停止线，还需要精确计算出停止线离车的距离。
发明内容
本发明的目的在于准确检测出道路中的停止线并且精确计算出停止线离车的距离，提出了一种基于智能驾驶的停止线实时检测的方法。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
1)首先固定采集视频的摄像头位置，安装在智能车辆的后视镜中间位置，距离地面1.1-1.2米，摄像头要求广角大于120度，分辨率大于640*480；通过智能车辆上的摄像头，以20-50帧/秒的帧率实时获取智能车辆前方道路的图像Src_Image，对获取的原始图像Src_Image进行逆透视变换得到道路画面的鸟瞰图像Bird_View；对图像Bird_View进行车道线检测，沿着本车道的两条车道线从图像Bird_View中裁剪出本车道区域图像，在此基础上进一步剪切，从上至下分成5份截取出图像的中间3份作为感兴趣区域图像ROI_Image；
2)对图像ROI_Image进行灰度化、自适应二值化、canny边缘提取、形态学腐蚀膨胀，获得二值化图像Dst_Bw；
3)对二值化图像Dst_Bw进行霍夫线变换，获取图像中的所有水平直线，当直线长度大于图像宽度的五分之四时，则认为该直线为停止线。
4)由逆透视变换得到的图像是被矫正了的，因此图像中的距离呈线性关系。使用方格的棋盘格标定板获取道路平面实际距离与图像平面距离的比例系数K。
比例系数K的计算方法如下：
将方格的棋盘格标定板放在道路上，抓拍一张图像，对其进行逆透视变换，获得矫正的图像，检测矫正图像中棋盘标定板的角点，计算角点间的像素距离，则K＝实际距离/像素距离。
5)当检测到停止线时，获取其中心坐标以及图像底端中心坐标，根据欧氏距离公式计算两点间的距离S1。然后在此基础上加上图像底端位置离车的固定距离S2，则S＝S1*K+S2，为停止线到车的距离。
在本发明的实验中停止线检测的正确率达到100％，并且停止线离车的距离误差在2％以内。
附图说明
图1本发明的停止线检测流程图；
图2本发明的距离计算流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
通过智能车辆上的摄像头，摄像头要求广角大于120度，分辨率大于640*480，安装在智能车辆的后视镜中间位置，离地高1.1-1.3米，能拍摄到车辆前方道路。以20-50帧/秒的帧率实时获取智能车辆前方道路的图像Src_Image，对获取的原始图像Src_Image进行逆透视变换得到道路画面的鸟瞰图像Bird_View；对图像Bird_View进行车道线检测，沿着本车道的两条车道线从图像Bird_View中裁剪出本车道区域图像，在此基础上进一步剪切，从上至下分成5份截取出图像中上1/5至下1/5的中间部3份作为感兴趣区域图像ROI_Image；对图像ROI_Image进行灰度化、自适应二值化、canny边缘提取、形态学腐蚀膨胀，获得二值化图像Dst_Bw；
对二值化图像Dst_Bw进行霍夫线变换，获取图像中的所有水平直线，当直线长度大于图像宽度的五分之四时，则认为该直线为停止线。
由逆透视变换得到的图像是被矫正了的，因此图像中的距离呈线性关系。使用方格边长5cm的棋盘格标定板获取道路平面实际距离与图像平面距离的比例系数K。
比例系数K的具体计算方法操作如下：
将方格边长5cm的棋盘格标定板放在道路上，抓拍一张图像，对其进行逆透视变换，获得矫正的图像，检测矫正图像中棋盘标定板的四个顶角点，计算角点间的像素距离，则K＝实际距离/像素距离。
当检测到停止线时，获取其中心坐标以及图像底端中心坐标，根据欧氏距离公式计算两点间的距离S1。然后在此基础上加上图像底端位置离车的固定距离S2，则S＝S1*K+S2，为停止线到车的距离。
Claims (1)
1.一种基于智能驾驶中停止线实时检测的距离测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)首先固定采集视频的摄像头位置，安装在智能车辆的后视镜中间位置，距离地面1.1-1.2米，摄像头要求广角大于120度，分辨率大于640*480；通过智能车辆上的摄像头，以20-50帧/秒的帧率实时获取智能车辆前方道路的图像Src_Image，对获取的原始图像Src_Image进行逆透视变换得到道路画面的鸟瞰图像Bird_View；对图像Bird_View进行车道线检测，沿着本车道的两条车道线从图像Bird_View中裁剪出本车道区域图像，在此基础上进一步剪切，从上至下分成5份截取出图像中的中间3份作为感兴趣区域图像ROI_Image；
2)对图像ROI_Image进行灰度化、自适应二值化、canny边缘提取、形态学腐蚀膨胀，获得二值化图像Dst_Bw；
3)对二值化图像Dst_Bw进行霍夫线变换，获取图像中的所有水平直线，当直线长度大于图像宽度的五分之四时，则认为该直线为停止线；
4)由逆透视变换得到的图像是被矫正了的，因此图像中的距离呈线性关系；使用方格的棋盘格标定板获取道路平面实际距离与图像平面距离的比例系数K；
比例系数K的计算方法如下：
将方格的棋盘格标定板放在道路上，抓拍一张图像，对其进行逆透视变换，获得矫正的图像，检测矫正图像中棋盘格标定板的角点，计算角点间的像素距离，则K＝实际距离/像素距离；
5)当检测到停止线时，获取其中心坐标以及图像底端中心坐标，根据欧氏距离公式计算两点间的距离S1；然后在此基础上加上图像底端位置离车的固定距离S2，则S＝S1*K+S2，为停止线到车的距离。
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