一种基于几何关系的道路标志线检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于几何关系的道路标志线检测方法及系统，所述方法及系统从视频中提取每一帧图片，将彩色图像灰度化并进行二值化操作，然后进行形态学图像处理，用Hough变换提取线特征，再利用几何关系合并离散的线段形成道路标志线，考虑到帧间的关系，校正一些异常线段，最后在帧中绘制道路标志线，将所有的帧再合并成视频。本发明专利技术根据形态学变换去除噪声，利用Hough变换提取线特征，用几何关系合并离散的线段形成道路标志线，用帧间关系校正异常线段，算法简单，内存消耗少，处理速度快。本发明专利技术可应用于智能交通中道路标志线检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于几何关系的道路标志线检测方法及系统
本专利技术涉及计算机视觉
，具体涉及一种基于几何关系的道路标志线检测方法及系统。
技术介绍
随着我国经济快速发展，汽车保有量也逐渐地增加。汽车在给我们人们日常生活带来极大便利的同时，也随之带来了诸多的问题，如城市交通环境逐渐恶化、交通堵塞日益严重、交通事故时有发生等。提高交通的智能化水平、减少道路交通事故，将有助于整个社会安全健康良性的发展，也是科技工作者所面临的重要的技术挑战。智能汽车集环境感知、决策、多种辅助等功能于一体，是智能交通系统的重要组成部分。其中，对环境的感知包括交通标志、车辆、交通信号、道路标志线、障碍物等，以往汽车利用自身的各种传感器来取得车身周边的环境信息，过多的传感器增加了汽车制造的成本，不符合国家发展节约型社会的理念。近年来，计算机视觉获得快速发展，其效率和速度明显提高，所以如何利用计算机视觉技术来感知车辆周围环境是智能汽车研究的一个重要课题。道路标志线检测是车辆环境感知的基本任务，也是安全驾驶的重要保证。目前，国内外研究学者们已经提出了多种检测方法，根据算法的不同，可以分为两类，一种是基于特征信息方法，另一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种道路标志线检测方法，其特征是，包括：S1、将输入的道路视频进行图像预处理操作；S2、对预处理后的图像利用Hough变换进行边缘检测，得到所有离散的道路标志线短线段的坐标信息；S3、将平行且相邻的短线段合并成长线段，形成道路标志线；对于两条短线段合并成长线段的方法如下步骤S31‑S33：S31、对于任意一条给定的短线段，寻找与其平行并间距小于预设距离的相邻的短线段，再将给定短线段及寻找到的短线段交叉相连形成四条线；S32、计算四条线的长度，根据线段的长短情况进行合并得到新线段，计算新线段的起点、终点坐标，斜率，宽度信息；S33、将新线段替换合并前的短线段，以新线段作为新的给定的短线段，循环往...

【技术特征摘要】
1.一种道路标志线检测方法，其特征是，包括：S1、将输入的道路视频进行图像预处理操作；S2、对预处理后的图像利用Hough变换进行边缘检测，得到所有离散的道路标志线短线段的坐标信息；S3、将平行且相邻的短线段合并成长线段，形成道路标志线；对于两条短线段合并成长线段的方法如下步骤S31-S33：S31、对于任意一条给定的短线段，寻找与其平行并间距小于预设距离的相邻的短线段，再将给定短线段及寻找到的短线段交叉相连形成四条线；S32、计算四条线的长度，根据线段的长短情况进行合并得到新线段，计算新线段的起点、终点坐标，斜率，宽度信息；S33、将新线段替换合并前的短线段，以新线段作为新的给定的短线段，循环往复S31、S32的过程，直到所有的短线段不能合并为止；S4、根据帧间关系，校正异常的道路标志线；S5、在当前帧中绘制出有效的道路标志线，最后将含有标志线的帧合成视频输出。2.如权利要求1所述的道路标志线检测方法，其特征是，所述步骤S2具体包括：Hough变换是将参数空间划分为累加器单元，根据公式r＝xcosθ+ysinθ对单元格进行累加，设置步进的累加精度为1，通过搜索次数最多的单元点，确定空间直线的参数，变换结束后，寻找到峰值点就可以找到图像中显著的直线参数，最后把直线的参数与帧图像结合，在图像中标识直线。3.如权利要求1所述的道路标志线检测方法，其特征是，所述步骤S31、S32具体包括：寻找所有与第i条线段，i＝{1,2,...,n}平行的线段，如果|ki-kj|＜ε，ε为预设值，则按照下面的公式获取线段li和线段lj之间的距离：其中k＝(k1+k2)/2合并这两条平行线，计算合并后线段的两个端点以及宽度，合并方法是：连接li的左端点和lj的右端点形成对角线lu，连接li的右端点和lj的左端点形成对角线lv，一共有四条线，分别是li，lj，lu和lv；合并后的新线段为lnew＝(Pnew,1,Pnew,2,Pnew,k,Pnew,w,Pnew,s)，其中Pnew,k＝k，Pnew,w＝max{Pi,w,Pj,w,di,j}，Pnew,s＝1，其中Pnew,1,Pnew,2分别为合并后线段的两个端点；n条线段为集合S＝{l1,l2,...,ln}；所有线段的斜率为{k1,k2,...,kn}；第i条线段为li＝(Pi,1,Pi,2,Pi,k,Pi,w,Pi,s)；所有线段的斜率为Pi,k＝ki；两条短线段合并后的线段宽度为Pi,w，默认值为1；两条短线段合并后的线段两个端点为Pi,1＝(xi,1,yi,1)，Pi,2＝(xi,2,yi,2)；Pi,s表示线段标记，默认值为1，则线段存在，Pi,s＝0，则删除线段。4.如权利要求3所述的道路标志线检测方法，其特征是，所述步骤S32中根据上述四条线段的长短不同，合并后线段的两个端点可分为A1-A4四种情况：A1、若线段li最长，则线段lj被合并到线段li中，如果线段li在线段lj的上方，Pnew,1＝(xi,1+d1,yi,1+d2)，Pnew,2＝(xi,2+d1,yi,2+d2)；如果线段li在线段lj的下方，Pnew,1＝(xi,1-d1,yi,1-d2)，Pnew,2＝(xi,2-d1,yi,2-d2)，得到新的线段lnew；A2、若线段lu最长，则新线段的两个端点分别靠近li的左端点和lj的右端点，如果线段li在线段lj的上方，Pnew,1＝(xi,1+d1,yi,1+d2)，Pnew,2＝(xj,2-d1,yj,2-d2)；如果线段li在线段lj的下方，Pnew,1＝(xi,1-d1,yi,1-d2)，Pnew,2＝(xj,2+d1,yj,2+d2)，得到新的线段lnew；A3、若线段lv最长，则新线段的两个端点分别靠近lj的左端点和的li右端点，如果线段li在线段lj的上方，Pnew,1＝(xj,1-d1,yj,1-d2)，Pnew,2＝(xi,2+d1,yi,2+d2)；如果线段li在线段lj的下方，Pnew,1＝(xj,1+d1,yj,1+d2)，Pnew,2＝(xi,2-d1,yi,2-d2)，得到新的线段lnew；A4、若线段lj最长，则线段li被合并到线段lj中，如果线段li在线段lj的上方，Pnew,1＝(xj,1-d1,yj,1-d2)，Pnew,2＝(xj,2-d1,yj,2-d2)；如果线段li在线段lj的下方，Pnew,1＝(xj,1+d1,yj,1+d2)，Pnew,2＝(xj,2+d1,yj,2+d2)，得到新的线段lnew。5.如权利要求1所述的道路标志线检测方法，其特征是，所述步骤S33具体包括：合并出的新线段标记用“1”表示，用于合并的两条短线段标记用“0”表示，其中短线段在合并之前均用“1”表示。6.如权利要求1所述的道路标志线检测方法，其特征是，所述步骤S4中校正异常的道路标志线包括校正异常线段，补充漏检线段，删除长宽不符合阈值范...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏龙生，孙加乐，万雄波，王新梅，刘峰，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42