一種結合山脊邊界檢測及霍夫變換的快速車道線檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及屬于公路預警檢測技術領域，設及一種車道線檢測方法，尤其是一種 結合山脊邊界檢測及霍夫變換的快速車道線檢測方法。
【背景技術】
[0002] 隨著經濟發展、道路設施的完善，我國汽車保有量迅速增加。該導致公路交通事 故的發生率居高不下，交通安全問題日趨嚴重。車輛安全輔助駕駛系統已成為當前世界交 通領域的研究熱點之一。而基于視覺的車道線檢測技術是車輛安全輔助駕駛系統的主要研 究內容之一。車道線的提取就是從車載攝像頭獲得的視頻圖像中，根據車道線的顏色，形 狀和紋理等特征，將車道線與背景進行分離，從而獲得車道線的走向，車輛相對于車道線 的位置等信息.從國內外研究現狀來看，現有的車道線檢測算法大體可分為車道線區域檢 測法，特征驅動法和模型驅動法。
[0003] 車道線區域檢測法的核屯、思想是將圖像中的所有像素點標記為車道線點和非車 道線點兩類.可W作為分類依據的稱為特征量.Bertozzi M通過對圖像進行邊緣提取和形 態學的運算，利用車道線的寬度特征將可能的車道線邊緣點構造成車道線；Kreucher C使 用的本體匹配算法利用的則是頻率特征，通過對似然概率的估計，得到最符合條件的車道 線.模型驅動法是根據提取的特征對預先定義好的車道線模型進行匹配，就是將車道線的 提取轉化為車道線模型中參數的計算問題。同濟大學的劉富強提出了路面的3D模型，將 霍夫變換與分段曲線擬合方法結合，提取車道線輪廓；McCall C采用了平面上的拋物線模 型，利用可操作的濾波器和自適應的車道線模板，對模型進行擬合，但是該算法的時耗性 取決于所選濾波器的復雜程度；近年來，有人提出了基于回旋曲線的=維車道線模型，該 是一個新興的方向但是目前在該領域使用的單一的邊緣檢測方法使得該方法的魯椿性還 有待提局. 基于霍夫變換(霍夫）的車道檢測是應用最為廣泛的車道識別方法之一，是由Paul霍 夫于1962年W專利形式提出的，它實現一種從圖像空間到參數空間的映射關系。其基本 思想是點-線的對偶性，即圖像空間共線的點對應在參數空間里相交的線；反過來，在參數 空間中相交于同一個點的所有直線（曲線）在圖像空間里都有共線的點與之對應。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的在于提供一種結合山脊邊界檢測及霍夫變換的快速車道線檢測方 法。
[0005] 為實現上述目的，本發明的技術方案是；一種結合山脊邊界檢測及霍夫變換的快 速車道線檢測方法，包括W下步驟， 步驟S1 ;從采集的車道線視頻中截取長寬為N*M的單帖圖像，并對其進行基于局部最 大值的縮小，然后對縮小后的圖像進行灰度化，降低圖像數據量，從而加快處理速度，其中， N、M為正整數； 步驟S2:選定車道線區域：由于攝像頭位置W及車身左右移動而導 致車道線的斜率和起點發生變化，根據統計，左車道線的斜率控制在（ !/怎，^)，左車道線的起點在左豎直邊界控制在（〇，l/2M)范圍內，在水平邊界控制在 (0, 1/4腳范圍內；右車道線的斜率控制在度），右車道線的起點在右豎直邊界 控制在（0, 1/2M)范圍內，在水平邊界控制在（3/4N，1腳范圍內；其中，左車道線范圍是W左 邊界1/2處為起點且斜率為^的直線與W水平邊界1/4處為起點且斜率為!/方的直線之 間，右車道線范圍是W右邊界1/2處為起點斜率為的直線與W水平邊界3/4處為起點 斜率為-1/怎的直線之間； 步驟S3 ;車道線分為直線車道線和虛線車道線，對于虛線車道線的每一段都是一個矩 形，故而采用valley算法在選定的車道線區域內檢測車道線的邊緣，得到車道線邊緣二值 圖像； 步驟S4:對步驟S3得到的車道線邊緣二值圖像進行改進的快速隨機霍夫線檢測； 步驟S5 ;檢測每條車道線的組成線條數，并將該些線條擴充為一條粗直線；具體即，首 先對各車道線進行形態學膨脹將各線條之間的空隙填充，然后再對其進行形態學腐蝕，得 到各條車道線的粗直線； 步驟S6 ;對步驟S5得到的圖像進行細線化，考慮到細線化可能產生短枝，設定一個線 條長度闊值t，若線條的長度小于t則認為是短枝，需去除掉；若線條長度大于t則認為是 車道線的一部分，需保留； 步驟S7 ;選取采樣點，對采樣點進行最小二乘法擬合，得到最終車道線；其中，采樣點 的選取原則是在圖像的中間3/5范圍內選取，即去除掉上下的1/5部分，并W中軸線為中屯、 將采樣特征點分為左右兩部分，分別擬合左右車道線。
[0006] 在本發明實施例中，所述步驟S3中，采用的val 1 ey算法在選定的車道線區域內檢 測車道線的邊緣的具體步驟如下， 步驟S31 ;將步驟S2選定的車道線區域平分為左中右=部分； 步驟S32;由于車道線是左右兩條與水平方向夾角分別近似為45°和135°的相交直 線組成，為了加快檢測速度，左部分選擇0°和135°方向的山脊檢測方向差值公式進行 檢測，右部分選擇0°和45°方向的山脊檢測方向差值公式進行檢測，中間部分采用0°、 45°、90°、和135°全方向的山脊檢測方向差值公式進行檢測。
[0007] 在本發明實施例中，在步驟S32中，所述0°、45°、90°、和135°的山脊檢測方向 差值公式分別如下：
【主權項】
1. 一種結合山脊邊界檢測及霍夫變換的快速車道線檢測方法，其特征在于：包括以下 步驟， 步驟Sl :從采集的車道線視頻中截取長寬為N*M的單幀圖像，并對其進行基于局部最 大值的縮小，然后對縮小后的圖像進行灰度化，降低圖像數據量，從而加快處理速度，其中， N、M為正整數； 步驟S2:選定車道線區域：由于攝像頭位置以及車身左右移動而導 致車道線的斜率和起點發生變化，根據統計，左車道線的斜率控制在（ l/占，#)，左車道線的起點在左豎直邊界控制在（〇, 1/2M)范圍內，在水平邊界控制在 (0, 1/4N)范圍內；右車道線的斜率控制在（-)，右車道線的起點在右豎直邊界 控制在（0, 1/2M)范圍內，在水平邊界控制在（3/4N，IN)范圍內；其中，左車道線范圍是以左 邊界1/2處為起點且斜率為#的直線與以水平邊界1/4處為起點且斜率為l/j的直線之 間，右車道線范圍是以右邊界1/2處為起點斜率為的直線與以水平邊界3/4處為起點 斜率為-l/f的直線之間； 步驟S3 :車道線分為直線車道線和虛線車道線，對于虛線車道線的每一段都是一個矩 形，故而采用valley算法在選定的車道線區域內檢測車道線的邊緣，得到車道線邊緣二值 圖像； 步驟S4