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作者: 发布时间:2017-05-02 来源: 繁体版
付黎明,李必军,叶雨同(武汉大学 测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北 武汉430079) 摘 要: 提出了一种适用于辅助驾驶的高鲁棒性车道线检测算法。算法采用了根据距离的影像金字塔,有效提高了检

付黎明,李必军,叶雨同DAB自动化在线网

(武汉大学 测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北 武汉430079)DAB自动化在线网


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    摘  要: 提出了一种适用于辅助驾驶的高鲁棒性车道线检测算法。算法采用了根据距离的影像金字塔,有效提高了检测效率和准确率,实现了Android平台的实时检测,使用水平方向暗-亮-暗特征、二次曲线车道模型和基于卡尔曼滤波的跟踪实时提取跟踪路面车道线,实现相机俯仰角的快速标定。实验证明,基于简单特征和车道线模型算法在Android系统的行车记录仪上可稳定地进行车道跟踪。DAB自动化在线网

    关键词: 车道线检测;多尺度重采样;影像金字塔;二次曲线模型DAB自动化在线网

    中图分类号: TP751.1DAB自动化在线网

    文献标识码: ADAB自动化在线网

    DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.2017.04.002DAB自动化在线网


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    中文引用格式: 付黎明,李必军,叶雨同. 基于多尺度重采样的车道线检测[J].电子技术应用,2017,43(4):7-12.DAB自动化在线网

    英文引用格式: Fu Liming,Li Bijun,Ye Yutong. Lane detection based on multi scale resampling[J].Application of Electronic Technique,2017,43(4):7-12.DAB自动化在线网

0 引言DAB自动化在线网

    高级驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance System,ADAS)快速发展,作为其中重要模块的基于视觉的车道线检测也得到了大量研究。车道线本身设计是适合人类视觉系统处理的,单目相机成本低廉,因此目前车道线检测主流传感器是单目相机[1],本文提出的车道线检测方法也基于单目相机。DAB自动化在线网

    根据最终输出数据所在坐标,车道线检测方法可分为两类:一类直接在预处理后图像上使用直线或直线段检测方法[2-3],无需相机参数和路面几何参数的假设,输出参数为车道参数在图像坐标内,无法定量表达自车在车道内位置;另一类使用逆透视变换(Inverse Perspective Mapping,IPM)将图像或特征转换到世界坐标系,生成鸟瞰图,优势在于输出坐标为可以直接判断自车相对车道位置的世界坐标[4-5]。为满车道偏离检测对车道内位置的定量需求,本文算法采用基于IPM的方法。DAB自动化在线网

    算法采用简单亮-暗-亮特征,首先对图像RGB三通道进行通道运算生成灰度影像,根据路面据相机距离,对图像分区重采样,在多尺度上查找特征点对,以克服同一尺度重采样造成的计算量大或远处特征点丢失问题。特征点逆透视变换到世界坐标系后,根据几何特征初步筛选,若上一帧存在检测结果,根据上一帧结果进一步筛选特征点。特征点经筛选后首先在局部查找相邻特征点归组并初步计算参数,然后根据组间空间位置进行合并得到超组(super group)并对超组进行模型拟合,得到候选车道线,候选车道线经几何判断后查找出本车道左右车道线,最后对左右车道线使用卡尔曼滤波,得到最终车道模型。流程图如图1。DAB自动化在线网

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1 多尺度影像重采样DAB自动化在线网

1.1 透视变换和逆透视变换DAB自动化在线网

    采用和文献[4]中相同方法,假设地面为平面,相机内参数、外参数已知,如图 2,以相机光学中心为原点,定义世界坐标系{Fw}={Xw,Yw,Zw},仅考虑相机俯仰角?琢和偏航角α,相机高度为h。DAB自动化在线网

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    对于地面一点齐次坐标Pg={xg,yg,-h,1},其对应图像坐标:DAB自动化在线网

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1.2 多尺度影像重采样DAB自动化在线网

    由于相机透视投特性,车道线在图像上呈现近粗远细的特点。常规影像重采样使用同一缩放尺度对影像重采样,重采样比例过大会使输出图像尺寸较大,显著增加特征点搜索耗时;重采样比例过小会使远处车道线信息严重丢失,降低远处检测率。DAB自动化在线网

    本文提出一种按距离远近对图像各水平区域不同比例的重采样方法,保留远处车道线信息的情况下,显著降低搜索区域大小,降低搜索时间。如图3所示。DAB自动化在线网

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    由式(1)计算当前标定参数下灭线在图像中的水平位置,从灭线往下至图像底边为车道线关注区域,设灭线到图像底边高为H,重采样比例si≤1.0,i=1,…,n依次递减,按式(3)计各重采样区域高度hi,i=1,…,n后分区重采样。DAB自动化在线网

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基于多尺度重采样的车道线检测
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