CN107901907B - 一种基于色块统计的车道线检测方法 - Google Patents

一种基于色块统计的车道线检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于色块统计的车道线检测方法，包括如下步骤：首先是车道偏离预警系统获取车辆周围的YUV图像；其次是车道偏离预警系统提取YUV图像的色块特征值；然后是车道偏离预警系统利用提取的色块特征值建立决策树模型；下一步是车道偏离预警系统通过决策树模型判断YUV图像是车道线区域还是非车道线区域，若是，执行下一步，若不是，重新执行本步骤对下一幅YUV图像进行判断；最后是车道偏离预警系统通过视觉识别系统来识别车道线区域中的车道线。本发明的基于色块统计的车道线检测方法实现了更加高效准确的车道线识别检测。

Description

一种基于色块统计的车道线检测方法
技术领域
本发明涉及视觉导航技术领域，具体涉及一种基于色块统计的车道线检测方法。
背景技术
视觉导航是目前车辆辅助驾驶和无人驾驶系统中的主流技术之一，具有信号探测范围广、环境信息完整、价格便宜、符合人类感知方式等优点。通过安装于车辆上的车道偏离预警系统，在汽车偏离了正常的行驶车道时报警来提醒驾驶员，使驾驶员有充分的反应和处理时间来规范行驶。车道线检测为车道偏离预警系统中至关重要的一步，准确检测车道线的位置，将会有效减少交通事故的发生，减少不必要的人员伤亡，同时还可以规范驾驶人的驾驶习惯。
由于车道线检测中经常会受到路面阴影、车辆等因素的干扰，造成车道线的检测结果与真实值有一定偏差。
发明内容
本发明提供了一种基于色块统计的车道线检测方法，对一定区域内的图像颜色分布进行统计学习，从而通过分类器对车道线区域和非车道线区域做出判别，有效排除车道线检测中的干扰，得到准确的车道线位置判断。
为实现上述目的，本发明提供一种基于色块统计的车道线检测方法，包括如下步骤：
S1、车道偏离预警系统获取车辆周围的YUV（一种图像格式）图像；
S2、车道偏离预警系统提取YUV图像的色块特征值；
S3、车道偏离预警系统利用提取的色块特征值通过机器学习的方法建立决策树模型；
S4、车道偏离预警系统通过决策树模型判断YUV图像是车道线区域还是非车道线区域，若是，执行步骤S5，若不是，重新执行步骤S4对下一幅YUV图像进行判断；
S5、车道偏离预警系统通过视觉识别系统来识别车道线区域中的车道线。
进一步地，步骤S2的具体步骤如下：
S21、统计YUV图像上色块特征值F[6]、F[0]和F[1]在Y通道上的均值和方差， F[2]和F[3]为图像在U通道上的均值和方差， F[4]和F[5]为图像在V通道上的均值和方差；
S22、对统计的色块特征值进行归一化处理，得到YUV图像的色块特征值。
进一步地，统计YUV图像上色块特征值的方法为采用滑动窗口在YUV图像上滑动，获取所述滑动窗口内的色块特征值。
进一步地，所述的滑动窗口大小为16像素×32像素。
进一步地，步骤S3中建立决策树模型的方法为通过YUV图像的色块特征值通过机器学习的方法生成训练集，通过训练集建立决策树模型。
进一步地，步骤S4的具体步骤为：
S41、利用决策树模型对滑动窗口的子图片进行分类；
S42、对每一个滑动窗口的子图片从根结点依次计算其属性值，直到到达某个叶结点，从而找到该子图片属于车道线区域还是非车道线区域。
进一步地，步骤S1中的YUV图像获取方法是通过车载摄像头获取。
进一步地，所述车载摄像头为鱼眼摄像头。
进一步地，所述车载摄像头为四个，各个车载摄像头分别设置在车辆的前、后、左和右四个方向上。
进一步地，所述车道偏离预警系统存储有图像矫正算法，所述鱼眼摄像头采集的图像通过所述矫正算法矫正还原处理。
本发明实现的有益效果主要有以下几点：提供一种基于色块统计的车道线检测方法，有效去除路面车辆、阴影带来的干扰，提高车道线的检测的准确率，减少虚警；建立一次决策树可以长时间使用，在提高了车道线的检测准确率的同时提高了检测识别的效率；利用鱼眼摄像头作为车载摄像头并且通过算法进行拍摄的图像的还原，可以拍摄到更大范围的路面图像且提高了图像的真实度，从而提高了车道线的检测准确率。
附图说明
图1为本发明实施例一中基于色块统计的车道线检测方法的步骤示意图。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步详细描述。
实施例一
一种车道偏离预警系统，包括作为车载摄像头的四个鱼眼摄像头，四个鱼眼摄像头分别设置在车辆的前、后、左和右四个方向上来拍摄车辆前、后、左和右边的道路图像；各个摄像头分别与车道偏离预警系统连接将拍摄的道路图像传输给车道偏离预警系统，拍摄的图像为YUV格式图像。
车道偏离预警系统存储有图像矫正算法，鱼眼摄像头采集的图像通过所述矫正算法矫正还原处理，将拍摄的畸形的道路YUV图像还原成与真实路面情景一致的YUV图像。
请参阅图1，一种基于色块统计的车道线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、车道偏离预警系统获取车辆周围的YUV图像；
S2、车道偏离预警系统提取YUV图像的色块特征值，具体为：
S21、用大小为16像素×32像素的滑动窗口在逐步YUV图像上滑动，统计滑动窗口内的YUV图像色块特征值F[6]、F[0]和F[1]在Y通道上的均值和方差， F[2]和F[3]为图像在U通道上的均值和方差， F[4]和F[5]为图像在V通道上的均值和方差；其中滑动窗口的大小可以根据实际采集的YUV图像选择，本实施例选择了16像素×32像素大小的滑动窗口；
S22、对统计的色块特征值进行归一化处理，即对各个通道上的均值和方差归一处理，处理后得到YUV图像的色块特征值；
S3、车道偏离预警系统利用提取的色块特征值通过机器学习的方法建立决策树模型，具体为通过YUV图像的色块特征值通过机器学习的方法生成训练集，通过训练集建立决策树模型；
S4、车道偏离预警系统通过决策树模型判断YUV图像是车道线区域还是非车道线区域，具体为：
S41、利用决策树模型对滑动窗口的获取的子图片进行分类；
S42、对每一个滑动窗口的子图片从根结点依次计算其属性值，直到到达某个叶结点，从而找到该子图片属于车道线区域还是非车道线区域；
若是车道线区域，执行步骤S5，若不是车道线区域，重新执行步骤S4对同一副YUV图像的滑动窗口的子图片进行判断，先将一幅YUV图像的各个滑动窗口取的子图片判断完再进行下一幅YUV图像判断；
S5、车道偏离预警系统通过视觉识别系统的视觉识别功能来识别车道线区域中的车道线，进而获取一幅YUV图像中的车道线，从而识别车辆周围的车道线。
上述的步骤中可以先利用一幅YUV图像完成S1~S3步骤建立决策树模型，之后就利用建立的决策树模型直接进行步骤S4和步骤S5完成车道线识别。也可以定期的进行一次步骤S1~S3，这样车道线识别更加精确。
以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于色块统计的车道线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、车道偏离预警系统获取车辆周围的YUV图像；
S2、车道偏离预警系统提取YUV图像的色块特征值，具体步骤如下：
S21、统计YUV图像上色块特征值F[6]、F[0]和F[1]在Y通道上的均值和方差， F[2]和F[3]为图像在U通道上的均值和方差， F[4]和F[5]为图像在V通道上的均值和方差；
S22、对统计的色块特征值进行归一化处理，得到YUV图像的色块特征值；
S3、车道偏离预警系统利用提取的色块特征值通过机器学习的方法建立决策树模型；
S4、车道偏离预警系统通过决策树模型判断YUV图像是车道线区域还是非车道线区域，若是，执行步骤S5，若不是，重新执行步骤S4对下一幅YUV图像进行判断；
S5、车道偏离预警系统通过视觉识别系统来识别车道线区域中的车道线；
其中步骤S1~S3建立决策树模型定期进行，步骤S4和步骤S5通过最新建立的决策树模型进行；步骤S21中统计YUV图像上色块特征值的方法为采用滑动窗口在YUV图像上滑动，获取所述滑动窗口内的色块特征值。
2.根据权利要求1所述的基于色块统计的车道线检测方法，其特征在于：所述的滑动窗口大小为16像素×32像素。
3.根据权利要求2所述的基于色块统计的车道线检测方法，其特征在于：步骤S3中建立决策树模型的方法为通过YUV图像的色块特征值通过机器学习的方法生成训练集，通过训练集建立决策树模型。
4.根据权利要求3所述的基于色块统计的车道线检测方法，其特征在于，步骤S4的具体步骤为：
S41、利用决策树模型对滑动窗口的子图片进行分类；
S42、对每一个滑动窗口的子图片从根结点依次计算其属性值，直到到达某个叶结点，从而找到该子图片属于车道线区域还是非车道线区域。
5.根据权利要求1所述的基于色块统计的车道线检测方法，其特征在于：步骤S1中的YUV图像获取方法是通过车载摄像头获取。
6.根据权利要求5所述的基于色块统计的车道线检测方法，其特征在于：所述车载摄像头为鱼眼摄像头。
7.根据权利要求6所述的基于色块统计的车道线检测方法，其特征在于：所述车载摄像头为四个，各个车载摄像头分别设置在车辆的前、后、左和右四个方向上。
8.根据权利要求7所述的基于色块统计的车道线检测方法，其特征在于：所述车道偏离预警系统存储有图像矫正算法，所述鱼眼摄像头采集的图像通过所述矫正算法矫正还原处理。
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