CN105489035B - 应用在主动驾驶技术中检测交通信号灯的方法 - Google Patents

Abstract

应用在主动驾驶技术中检测交通信号灯的方法，具体是通过以下步骤实现的：利用车载GPS对车身位置进行“粗”定位，以获取车身位置信息；利用车身所在车道信息，通过地图查找比对的方式对GPS定位的结果进行第一次校正；利用车载雷达系统对车身位置进行第二次校正；获取到车身实时的精确位置后，控制模块将精确位置信息传给地图模块，查询当前位置距离前方路口的距离；在以车身为中心的世界坐标系中，得到信号灯的坐标，通过世界坐标系转换为图像坐标系，确定信号灯的图像坐标区域；在图像坐标系中锁定信号灯的图像坐标区域来检测信号灯。本发明极大地提高了搜索检测的效率，从而能够更早的给系统提示交通信号灯的信息。

Description

应用在主动驾驶技术中检测交通信号灯的方法

技术领域

本发明属于主动驾驶领域，具体说是一种应用在主动驾驶技术中检测交通信号灯的方法。

背景技术

目前从汽车的辅助驾驶领域到汽车的主动驾驶相关技术中，交通信号灯的检测可以帮助指导汽车在交通路口的减速或刹车等行为。虽然，各大厂商都在汽车将要抵达交通路口的时候进行了信号灯检测，却由于干扰信号很多的时候，比如夜晚时，交通信号灯与其背景中的LED显示屏或路灯等都容易被识别为交通信号灯。

发明内容

在主动驾驶的汽车上，可以获取到地图信息，同时根据GPS的定位，再结合红外雷达的位置校正，精确的给出汽车自身在地图中的实时位置，对未来的交通信号灯进行预测。鉴于此，本发明提出一种应用在主动驾驶技术中检测交通信号灯的方法，将地图信息与GPS定位及视觉检测交通信号灯结合起来并基于检测信息来指导汽车减速、刹车等行为的主动驾驶技术。

为实现上述目的，本发明的技术方案是，应用在主动驾驶技术中检测交通信号灯的方法，具体是通过以下步骤实现的：

S1：利用车载GPS对车身位置进行“粗”定位，以获取车身位置信息；

S2：利用车身所在车道信息，通过地图查找比对的方式对GPS定位的结果进行第一次校正；

S3：利用车载雷达系统对车身位置进行第二次校正；

S4：获取到车身实时的精确位置后，控制模块将精确位置信息传给地图模块，查询当前位置距离前方路口的距离，根据前方路口的距离与自身车速，计算出到达前方路口的时间；

S5：在以车身为中心的世界坐标系中，得到信号灯的坐标，通过世界坐标系转换为图像坐标系，确定信号灯的图像坐标区域；

S6:在图像坐标系中锁定信号灯的图像坐标区域来检测信号灯。

进一步，步骤S2中车身所在车道信息是通过下面方法获得的:在GPS获取车身位置信息的同时，车载视觉传感器检查路面的车道线，并通过车道线在视觉场景中的坐标位置关系，确定车身所在的车道。

进一步的，步骤S3中第二次校正为：车载雷达系统检测路两边的马路边界突起，通过局部三维信息重建技术测量马路边界的宽度，并且确定车身距离两侧马路边界的精确距离。

进一步的，上述GPS定位、车载视觉传感器检测车道线及激光雷达检测马路边界，三者是并行执行的。

进一步的，根据步骤S4计算出到达前方路口的时间，确定车辆到达前方路口时，交通灯的状态；

更进一步的，在步骤S4中获取了车身距离信号灯距离d后，根据车身高度与信号灯高度之差H-h得到三角形的两条直角边，求出第三条边的长度，进而以车身为中心建立世界坐标系；

作为更进一步的，步骤S6中信号灯的图像坐标区域进行了上下左右各N倍的扩充；

作为更进一步的，N的取值范围为1-2。

本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：在GPS获取车身大致位置的基础上，通过视觉传感器检测车道线从而确认车身所在车道，查询地图信息对位置进行校正，使得定位精度获取提升；同时利用激光雷达传感器检测马路边界，采用局部三维重建的方式获取到车身距离两侧边界距离，进而对车身位置进行二次校正，这样使获得的精度可以精确到厘米级，从而为后续检测交通信号灯打下了良好的基础。

本发明利用精确定位获取的汽车车身与信号灯的实时距离信息，结合信号灯高度、车身高度等先验信息，结合几何关系，确定信号灯在世界坐标系中的位置范围。利用世界坐标系到图像坐标系的转换，得到在图像坐标系中的位置范围，进而减少遍历窗口的范围，极大地提高了搜索检测的效率，从而能够更早的给系统提示交通信号灯的信息。

附图说明

本发明共有附图3幅：

图1为本发明的流程框图；

图2为车身与信号灯距离位置关系示意图；

图3为图像坐标系中目标区域的扩大示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1

应用在主动驾驶技术中检测交通信号灯的方法，具体是通过以下步骤实现的：

S1：利用车载GPS对车身位置进行“粗”定位，以获取车身位置信息；此次获得的位置往往存在一定的误差，最大可能有几米；所以，需要利用下面两次的校正。

S2：在GPS获取车身位置信息的同时，车载视觉传感器检查路面的车道线，并通过车道线在视觉场景中的坐标位置关系，确定车身所在的车道；利用车身所在车道信息，通过地图查找比对的方式对GPS定位的结果进行第一次校正；

S3：车载雷达系统检测路两边的马路边界突起俗称“马路牙子”，通过局部三维信息重建技术测量马路边界的宽度，并且确定车身距离两侧马路边界的精确距离；利用马路宽度与车身距离马路两侧边界距离，可以对车身位置进行第二次校正。这样，就可以得到精度相对很高的车身位置信息，具体如图1所示。

S4：获取到车身实时的精确位置后，控制模块将精确位置信息传给地图模块，查询当前位置距离前方路口的距离，根据前方路口的距离与自身车速，计算出到达前方路口的时间，以便到达前方路口时车辆做出相应决策；获取了车身距离信号灯距离d后，根据车身高度与信号灯高度之差H-h得到三角形的两条直角边，求出第三条边的长度，进而以车身为中心建立世界坐标系；

S5：在以车身为中心的世界坐标系中，得到信号灯的坐标，通过世界坐标系转换为图像坐标系，确定信号灯的图像坐标区域；

S6:在图像坐标系中锁定信号灯的图像坐标区域来检测信号灯，为了更好的容错，对目标检测区域进行了上下左右各1或2倍的扩充，以免测量误差导致交通信号灯的漏检。如图3所示：A、B、C的坐标为边界区域，ROI为信号灯的图像坐标区域，ROI’为扩充后的信号灯的图像坐标区域。

如图3所示，是在ROI’区域内进行信号灯的检测，这样避免了整幅图像搜索的巨大计算代价，同时也使得视觉检测信号灯的实际位置变得更加准确。上述GPS定位、车载视觉传感器检测车道线及激光雷达检测马路边界，三者是并行执行的。

本发明对车身精确位置测量的方法：GPS获取车身大致位置后，利用视觉传感器检测车道线从而确认车身所在车道，查询地图信息对位置进行校正；同时利用激光雷达传感器检测马路边界，采用局部三维重建的方式获取到车身距离两侧边界距离，进而对车身位置进行二次校正。

本发明利用精确定位获取的汽车车身与信号灯的实时距离信息，结合信号灯高度、车身高度等先验信息，确定信号灯在图像坐标系中的位置范围，进而减少遍历窗口的方法。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.应用在主动驾驶技术中检测交通信号灯的方法，其特征是，具体是通过以下步骤实现的：

S1：利用车载GPS对车身位置进行定位，以获取车身位置信息；

S2：利用车身所在车道信息，通过地图查找比对的方式对GPS定位的结果进行第一次校正；

S3：利用车载雷达系统对车身位置进行第二次校正：车载雷达系统检测路两边的马路边界突起，通过局部三维信息重建技术测量马路边界的宽度，并且确定车身距离两侧马路边界的精确距离；

S4：获取到车身实时的精确位置后，控制模块将精确位置信息传给地图模块，查询车身位置距离前方路口的距离，根据前方路口的距离与自身车速，计算出到达前方路口的时间；

S5：在以车身为中心的世界坐标系中，得到信号灯的坐标，通过世界坐标系转换为图像坐标系，确定信号灯的图像坐标区域；

S6:在图像坐标系中锁定信号灯的图像坐标区域来检测信号灯。

2.根据权利要求1所述的应用在主动驾驶技术中检测交通信号灯的方法，其特征是，步骤S2中车身所在车道信息是通过下面方法获得的:在GPS获取车身位置信息的同时，车载视觉传感器检查路面的车道线，并通过车道线在视觉场景中的坐标位置关系，确定车身所在的车道。

3.根据权利要求2所述的应用在主动驾驶技术中检测交通信号灯的方法，其特征是，上述GPS定位、车载视觉传感器检测车道线及车载雷达系统检测马路边界，三者是并行执行的。

4.根据权利要求3所述的应用在主动驾驶技术中检测交通信号灯的方法，其特征是，根据步骤S4计算出到达前方路口的时间，确定车辆到达前方路口时，信号灯的状态。

5.根据权利要求4所述的应用在主动驾驶技术中检测交通信号灯的方法，其特征是，在步骤S4中获取了车身距离信号灯距离d后，将距离d作为三角形的一条直角边，车身高度与信号灯高度之差H-h作为三角形的另一条直角边，根据两条直角边求出第三条边的长度，进而以车身为中心建立世界坐标系。

6.根据权利要求1所述的应用在主动驾驶技术中检测交通信号灯的方法，其特征是，步骤S6中信号灯的图像坐标区域进行了上下左右各N倍的扩充。

7.根据权利要求6所述的应用在主动驾驶技术中检测交通信号灯的方法，其特征是，N的取值范围为1-2。