一种基于视觉图像的道路视距检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于道路安全评价技术领域，公开了一种基于视觉图像的道路视距检测方法及装置，构建包括图像获取单元、图像坐标确定单元、道路坡度信息计算单元、逆透视处理单元、道路长度确定单元和行车视距计算单元的道路视距检测装置，获取行车图像、行车参数和摄像参数；继续，确定行车图像中的车道线坐标值(c，r)；继续根据摄像参数对行车图像进行逆透视变换处理，将车道线坐标值(c，r)转换为逆透视车道线坐标(X，Z)；继续根据逆透视车道线坐标(X，Z)确定车辆前方左侧道路长度L左和车辆前方右侧道路长度L右；最后根据车辆在车道上的位置、车辆前方左侧道路长度L左和车辆前方右侧道路长度L右确定行车视距L。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于道路安全评价
，涉及一种基于视觉图像的道路视距检测方法及装置。
技术介绍
驾驶人的行车视距是保证行车安全的重要条件，是评价道路视觉环境优劣的量化指标，也是提高车辆安全行驶的重要前提。目前的视距检测方法主要有基于运行车速的视距检测、不同道路与车型的视距检测以及公路三维动态视距计算，这三种方法有效获取了驾驶员的行车视距。基于运行车速的视距检测在一定程度上考虑了驾驶员的实际行车状态，增加了视距检测的实用性，简单实用；但是该方法将平曲线和竖曲线视距分开考虑，只能实现计算检测某一位置静态的、两维的视距，存在很大局限性；不同道路与车型的视距检测的应用范围有很大的局限性，不同道路采取不同的检测方法；道路三维视距检测方法考虑了更多视距的影响因素，更能够反映真实的道路情况，但道路三维模型的建立需要详细的道路几何信息，且模型建立较为复杂，由于已建道路可能存在设计资料缺乏，后期改扩建较多的情况，建模难度较大导致视距检测效率不高。由此可见，研发一种高效、适用范围广的视距检测方法成为一种客观需求，是有待本领域技术人员提出解决方案的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于视觉图像的道路视距检测方法及系统，克服现有技术中的视距检测技术的使用范围具有较强的局限性以及模型建立具有很强的复杂性的缺陷。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于视觉图像的道路视距检测方法，其中，包括：获取行车图像、行车参数和摄像参数，其中所述行车图像是在行车过程中从车辆所在位置向车辆前方拍摄的图像，所述行车参数是拍摄所述行车图像时的所述车辆的行车参数，所述摄像参数是拍摄所述行车图像的摄像机的参数；确定所述行车图像中的车道线坐标值(c，r)；根据所述摄像参数对所述行车图像进行逆透视变换处理，将所述行车图像中的车道线坐标值(c，r)转换为逆透视车道线坐标(X，Z)；根据所述逆透视车道线坐标(X，Z)确定车辆前方左侧道路长度L左和车辆前方右侧道路长度L右；根据所述车辆前方左侧道路长度L左和所述车辆前方右侧道路长度L右确定行车视距L。上述的基于视觉图像的道路视距检测方法，其中，所述行车参数为所述车辆在水平方向上的加速度a前后、所述车辆的实际加速度acar；所述摄像参数为所述摄像机的像素焦距fc、所述摄像机的光轴与所述行车图像的成像平面交点像素坐标(c0，r0)、所述摄像机相对于路面的高度H、所述摄像机的俯仰角α、所述摄像机的航偏角β。上述的基于视觉图像的道路视距检测方法，其中，确定所述行车图像中的车道线坐标值(c，r)，包括：从所述行车图像中识别出车道边界线；采用样条曲线方程表征所述车道边界线；通过所述样条曲线方程确定所述行车图像中的车道线坐标值(c，r)。上述的基于视觉图像的道路视距检测方法，其中，从所述行车图像中识别出车道边界线，包括：对所述行车图像进行灰度平滑处理得到邻域平均化的灰度图像；采用区域生长算法，以所述灰度图像中的种子点并将像素灰度差值作为生长准则从所述灰度图像中识别出各个疑似道路区域；采用形态学平滑连接所述各个疑似道路区域上的相关联的边缘点，以对所述各个疑似道路区域进行优化处理；采用灰度梯度的边缘检测算法对经过优化处理后的所述各个疑似道路区域进行边缘检测，以确定所述各个疑似道路区域的轮廓；根据预定车道线线形特征从所述各个疑似道路区域的轮廓中剔除非道路区域轮廓，将保留的道路区域轮廓作为所述车道边界线。上述的基于视觉图像的道路视距检测方法，其中，根据所述摄像参数对所述行车图像进行逆透视变换处理，将所述行车图像中的车道线坐标值(c，r)转换为逆透视车道线坐标(X，Z)，包括：利用下列公式计算逆透视车道线坐标(X，Z)：上述的基于视觉图像的道路视距检测方法，其中，根据所述车辆前方左侧道路长度L左和所述车辆前方右侧道路长度L右确定行车视距L，包括：根据所述逆透视车道线坐标(X，Z)确定所述车辆前方左侧道路与所述车辆前方右侧道路之间的距离D以及所述车辆与所述车辆前方右侧道路之间的距离D右；利用下列公式计算行车视距L：上述的基于视觉图像的道路视距检测方法，其中，在根据所述车辆前方左侧道路长度L左和所述车辆前方右侧道路长度L右确定行车视距L之后，还包括：根据所述行车视距L与预设需求视距L0判断所述行车视距L是否满足驾驶需求。上述的基于视觉图像的道路视距检测方法，其中，根据所述行车视距L与预设需求视距判断所述行车视距L是否满足需求，包括：利用下列公式计算视距判定值Result：判断Result是否大于或等于0，当Result大于或等于0时，判定所述行车视距L满足驾驶需求，当Result小于0时，判定所述行车视距L不满足驾驶需求。上述的基于视觉图像的道路视距检测方法，其中，在所述根据所述行车视距L与预设需求视距L0判断所述行车视距L是否满足驾驶需求之前，还包括：确定每个时间点的行车图像中的左车道线的切线与右车道线的切线的灭点的坐标值(cd，rd)；利用下列公式计算每个时间点的道路坡度信息θ′：其中，g为重力加速度。确定计算出的道路坡度信息θ′中的最大值和最小值，将所述最大值和最小值的平均值作为道路坡度信息θ。；根据所述道路坡度信息θ、行车速度和需求反应时间计算所述预设需求视距L0。一种基于视觉图像的道路视距检测装置，其中，包括：图像获取单元，用于获取行车图像、行车参数和摄像参数，其中所述行车图像是在行车过程中从车辆所在位置向车辆前方拍摄的图像，所述行车参数是拍摄所述行车图像时的所述车辆的行车参数，所述摄像参数是拍摄所述行车图像的摄像机的参数；图像坐标确定单元，用于确定所述行车图像中的车道线坐标值(c，r)；逆透视处理单元，用于根据所述摄像参数对所述行车图像进行逆透视变换处理，将所述行车图像中的车道线坐标值(c，r)转换为逆透视车道线坐标(X，Z)；道路长度确定单元，用于根据所述逆透视车道线坐标(X，Z)确定车辆前方左侧道路长度L左和车辆前方右侧道路长度L右；行车视距计算单元，用于根据所述车辆前方左侧道路长度L左和所述车辆前方右侧道路长度L右确定行车视距L。由于采用上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供的基于视距检测的道路视距检测方法及装置，突破了现有视距检测技术的适用范围局限及模型建立复杂的缺陷，操作简单，能高效、快速、精准的完成道路的视距检测。附图说明图1为本专利技术实施例中基于视觉图像的道路视距检测方法的一个具体示例的流程图。图2a为本专利技术实施例中驾驶员白天正常驾驶时观察到的前方道路的影像。图2b为本专利技术实施例中驾驶员夜晚正常驾驶时观察到的前方道路的影像。图3为本专利技术实施例中的一种逆透视变换结果的影像示意组图。图4a是依据本专利技术所生成疑似道路区域的图像。图4b是对图4a所示疑似道路区域进行边缘检测得到的图像。图4c是对图4b进一步处理后形成的车道边界线图像。具体实施方式以下结合附图所示对本专利技术作进一步的说明。本专利技术提供一种基于视觉图像的道路视距检测方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：S1，获取行车图像、行车参数和摄像参数，其中行车图像是在行车过程中从车辆所在位置向车辆前方拍摄的图像，行车参数是拍摄行车图像时的车辆的行车参数，摄像参数是拍摄行车图像的摄像机的参数。在一个具体实施例中，检测人员采用GARMINGDR本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于视觉图像的道路视距检测方法，其特征在于，包括：获取行车图像、行车参数和摄像参数，其中所述行车图像是在行车过程中从车辆所在位置向车辆前方拍摄的图像，所述行车参数是拍摄所述行车图像时的所述车辆的行车参数，所述摄像参数是拍摄所述行车图像的摄像机的参数；确定所述行车图像中的车道线坐标值(c，r)；根据所述摄像参数对所述行车图像进行逆透视变换处理，将所述行车图像中的车道线坐标值(c，r)转换为逆透视车道线坐标(X，Z)；根据所述逆透视车道线坐标(X，Z)确定车辆前方左侧道路长度L左和车辆前方右侧道路长度L右；根据所述车辆前方左侧道路长度L左和所述车辆前方右侧道路长度L右确定行车视距L。

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉图像的道路视距检测方法，其特征在于，包括：获取行车图像、行车参数和摄像参数，其中所述行车图像是在行车过程中从车辆所在位置向车辆前方拍摄的图像，所述行车参数是拍摄所述行车图像时的所述车辆的行车参数，所述摄像参数是拍摄所述行车图像的摄像机的参数；确定所述行车图像中的车道线坐标值(c，r)；根据所述摄像参数对所述行车图像进行逆透视变换处理，将所述行车图像中的车道线坐标值(c，r)转换为逆透视车道线坐标(X，Z)；根据所述逆透视车道线坐标(X，Z)确定车辆前方左侧道路长度L左和车辆前方右侧道路长度L右；根据所述车辆前方左侧道路长度L左和所述车辆前方右侧道路长度L右确定行车视距L。2.根据权利要求1所述的基于视觉图像的道路视距检测方法，其特征在于，所述行车参数为所述车辆在水平方向上的加速度a前后、所述车辆的实际加速度acar；所述摄像参数为所述摄像机的像素焦距fc、所述摄像机的光轴与所述行车图像的成像平面交点像素坐标(c0，r0)、所述摄像机相对于路面的高度H、所述摄像机的俯仰角α、所述摄像机的航偏角β。3.根据权利要求1或2所述的基于视觉图像的道路视距检测方法，其特征在于，所述确定所述行车图像中的车道线坐标值(c，r)，包括：从所述行车图像中识别出车道边界线；采用样条曲线方程表征所述车道边界线；通过所述样条曲线方程确定所述行车图像中的车道线坐标值(c，r)。4.根据权利要求3所述的基于视觉图像的道路视距检测方法，其特征在于，从所述行车图像中识别出车道边界线，包括：对所述行车图像进行灰度平滑处理得到邻域平均化的灰度图像；采用区域生长算法，以所述灰度图像中的种子点并将像素灰度差值作为生长准则从所述灰度图像中识别出各个疑似道路区域；采用形态学平滑连接所述各个疑似道路区域上的相关联的边缘点，以对所述各个疑似道路区域进行优化处理；采用灰度梯度的边缘检测算法对经过优化处理后的所述各个疑似道路区域进行边缘检测，以确定所述各个疑似道路区域的轮廓；根据预定车道线线形特征从所述各个疑似道路区域的轮廓中剔除非道路区域轮廓，将保留的道路区域轮廓作为所述车道边界线。5.根据权利要求2所述的基于视觉图像的道路视距检测方法，其特征在于，根据所述摄像参数对所述行车图像进行逆透视变换处理，将所述行车图像中的车道线坐标值(c，r)转换为逆透视车道线坐标(X，Z)，包括：利用下列公式计算逆透视车道线坐标(X，Z)：X=(c-c0)(sinα·H+cosαcosβ·Z)-sinβ·fc·Z(c-c0)cosαsinβ+cosβ·fc,]]>Z=(c-c0)sinβ-(r-r0)s...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兰芳，陈雨人，王瑞云，王震宇，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31