车道线检测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种车道线检测方法及系统。该方法包括：获取车行前方的原始图像并从原始图像中确定待检测区域；对待检测区域的图像进行逆透视变换；对逆透视变换后的图像进行车道线边缘增强处理；从增强处理后的图像中筛选出候选点；对筛选出的候选点进行分组；对各组候选点分别进行拟合得到的拟合结果为各待检测车道线；将拟合得到的待检测车道线反变换至原始图像空间。本发明专利技术在对待检测区域逆变换之后，通过图像滤波器实现了对车道线的增强处理，并结合主方向估计对图像进行了旋转变换，去除换道等影响，提高了后续车道检测的鲁棒性。本发明专利技术将增强处理后的图像分成了多个条带图，这种分块处理的方式大大地减小了计算量，提高了系统检测的实时性。

【技术实现步骤摘要】
车道线检测方法及系统
本专利技术涉及汽车安全辅助驾驶
，尤其涉及一种车道线检测方法及系统。
技术介绍
车道偏离预警系统是汽车安全辅助驾驶技术研究的重要组成部分，通过警告疲劳或注意力不集中的驾驶员，使其修正无意识的车道偏离，从而减少车辆偏离行驶车道事故的发生。其中，如何快速、准确地提取出道路中车道标识线或道路边界是影响该系统应用的关键。目前，车道线检测一般采用基于空间变换的方法，例如Hough方法等，但现有的基于空间变换的方法的计算复杂度高，无法满足实时性要求。另外，现有的车道线检测方法，在车道线与车辆行进方向角度较大(如换道、并线等情况)时，检测结果很不稳定，而这种不稳定的检测加过容易造成对驾驶员的错误引导，存在一定的安全隐患。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种车道线检测方法及系统，用以解决现有算法计算复杂度高的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一个方面，本专利技术提出了一种车道线检测方法，该方法包括如下步骤：获取车行前方的原始图像并从所述原始图像中确定待检测区域；对待检测区域的图像进行逆透视变换；对逆透视变换后的所述图像进行车道线边缘增强处理；从增强处理后的所述图像中筛选出候选点；对筛选出的所述候选点进行分组；对各组所述候选点分别进行拟合，得到的拟合结果为各待检测车道线；将拟合得到的所述待检测车道线反变换至原始图像空间。进一步地，上述车道线检测方法中，所述对逆透视变换后的所述图像进行车道线边缘增强处理步骤进一步包括：确定图像的主方向角度；将逆透视变换后的图像在主方向上旋转一角度；旋转的所述角度与主方向角度之和为90度；对旋转后的图像进行卷积处理。进一步地，上述车道线检测方法中，所述确定图像的主方向角度步骤进一步包括：对逆透视图进行边缘检测，并将检测结果进行二值化处理，得到多个二值化线段；根据二值化线段两个短点的坐标分别确定各线段的倾斜角度；将各倾斜角度的均值确定为主方向角度。进一步地，上述车道线检测方法中，所述从增强处理后的图像中筛选出候选点步骤进一步包括：将增强处理后的图像沿高度方向分为预设数量的条带图；对各条带图分别进行高度方向的信息叠加；搜索叠加后的信息中的局部极大值点；将搜索到的所有局部极大值点确定为候选点。进一步地，上述车道线检测方法中，所述对筛选出的候选点进行分组步骤进一步包括：任选一候选点，并计算所有剩余候选点与任选候选点之间的横向坐标差；将差值小于预设门限的所有点分为一组；按照上述方法完成所有候选点的分组。进一步地，上述车道线检测方法中，对各组所述候选点分别进行拟合步骤进一步包括：确定拟合模型为二元多项式模型；采用最小二乘法分别对各组所述候选点进行拟合；拟合得到的各二元多项式为待检测车道线。本专利技术中，在对待检测区域逆变换之后，通过图像滤波器实现了对车道线的增强处理，并结合主方向估计对图像进行了旋转变换，去除换道等影响，提高了后续车道检测的鲁棒性。此外，本专利技术将增强处理后的图像分成了多个条带图，这种分块处理的方式大大地减小了计算量，提高了系统检测的实时性。另一方面，本专利技术还提出了一种车道线检测系统，该系统包括：获取模块，用于获取车行前方的原始图像并从所述原始图像中确定待检测区域；变换模块，用于对待检测区域的图像进行逆透视变换；增强模块，用于对逆透视变换后的所述图像进行车道线边缘增强处理；筛选模块，用于从增强处理后的所述图像中筛选出候选点；分组模块，用于对筛选出的所述候选点进行分组；拟合模块，用于对各组所述候选点分别进行拟合，得到的拟合结果为各待检测车道线；逆变换模块，用于将拟合得到的所述待检测车道线反变换至原始图像空间。进一步地，上述车道线检测系统中，所述增强模块进一步包括：计算子模块，用于计算图像的主方向角度；旋转子模块，用于将逆透视变换后的图像在主方向上旋转一角度；旋转的所述角度与主方向角度之和为90度；处理子模块，用于对旋转后的图像进行卷积处理。进一步地，上述车道线检测系统中，所述计算子模块进一步包括：检测单元，用于对逆透视图进行边缘检测，并将检测结果进行二值化处理，得到多个二值化线段；计算单元，用于根据二值化线段两个短点的坐标分别确定各线段的倾斜角度；确定单元，用于将各倾斜角度的均值确定为主方向角度。进一步地，上述车道线检测系统中，所述筛选模块进一步包括：分割子模块，用于将增强处理后的图像沿高度方向分为预设数量的条带图；叠加子模块，用于对各条带图分别进行高度方向的信息叠加；搜索子模块，用于搜索叠加后的信息中的局部极大值点；确定子模块，用于将搜索到的所有局部极大值点确定为候选点。由于该检测系统与上述检测方法原理相同，所以该检测系统也具有相应的技术效果。本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术实施例提供的车道线检测方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的车道线检测方法中，获取的原始图像；图3为对图2中的待检测区域进行逆透视变换后的图像；图4为对车道线增强后的图像进行条带划分的结构示意图；图5为车道线检测结果示意图；图6为本专利技术实施例提供的车道线检测系统的结构框图；图7为本专利技术实施例提供的车道线检测系统中，增强模块的结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的车道线检测系统中，计算子模块的结构示意图；图9为本专利技术实施例提供的车道线检测系统中，筛选模块的结构示意图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术的一个具体实施例，公开了一种车道线检测方法。参见图1，该方法包括如下步骤：步骤S101，获取车行前方的原始图像并从原始图像中确定待检测区域。设获取的原始图像为M(u,v)，其中，u、v是图像中的像素点在原始图像空间中的坐标，参见图2，确定的待检测区域(u,v)∈D0，即图中黑色方形框体内的区域，待检测区域内包括有车道线，具体实施时，待检测区域内的车道线数量可以根据实际情况来确定，本实施例对其不做任何限定。步骤S102，对待检测区域的图像进行逆透视变换。根据光学成像原理，现实世界中原本平行的两条直行在图像中变为相交的线条，特别是车道线在较远处分辨率变得较小，影响后续检测效果，逆透视变换可实现原始图像至鸟瞰图转化，借助相机内外参数，可消除这种影响。具体实现步骤如下：对待检测区域D0进行逆透视变换，参见图3，设逆透视变换后的图像为IPM(x,y)，其中，x、y是逆变换图像中的像素点的横坐标和纵坐标。设单应性变换矩阵为P3x3，本领域技术人员应当理解，该矩阵可通过相机标定结果获得。则逆透视图像可通过如下变换计算：上式中，s为归一化系数，变换后的图像的宽设为W，高设为H。步骤S103，对逆透视变换后的图像进行车道线边缘增强处理。通过该车道线边缘增强处理，可简化后续车道线检测的难度及运算成本。具体包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车道线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：获取车行前方的原始图像并从所述原始图像中确定待检测区域；对待检测区域的图像进行逆透视变换；对逆透视变换后的所述图像进行车道线边缘增强处理；从增强处理后的所述图像中筛选出候选点；对筛选出的所述候选点进行分组；对各组所述候选点分别进行拟合，得到的拟合结果为各待检测车道线；将拟合得到的所述待检测车道线反变换至原始图像空间。

【技术特征摘要】
1.一种车道线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：获取车行前方的原始图像并从所述原始图像中确定待检测区域；对待检测区域的图像进行逆透视变换；对逆透视变换后的所述图像进行车道线边缘增强处理；从增强处理后的所述图像中筛选出候选点；对筛选出的所述候选点进行分组；对各组所述候选点分别进行拟合，得到的拟合结果为各待检测车道线；将拟合得到的所述待检测车道线反变换至原始图像空间。2.根据权利要求1所述的车道线检测方法，其特征在于，所述对逆透视变换后的所述图像进行车道线边缘增强处理步骤进一步包括：确定图像的主方向角度；将逆透视变换后的图像在主方向上旋转一角度；旋转的所述角度与主方向角度之和为90度；对旋转后的图像进行卷积处理。3.根据权利要求2所述的车道线检测方法，其特征在于，所述确定图像的主方向角度步骤进一步包括：对逆透视图进行边缘检测，并将检测结果进行二值化处理，得到多个二值化线段；根据二值化线段两个端点的坐标分别确定各线段的倾斜角度；将各倾斜角度的均值确定为主方向角度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的车道线检测方法，其特征在于，所述从增强处理后的图像中筛选出候选点步骤进一步包括：将增强处理后的图像沿高度方向分为预设数量的条带图；对各条带图分别进行高度方向的信息叠加；搜索叠加后的信息中的局部极大值点；将搜索到的所有局部极大值点确定为候选点。5.根据权利要求4所述的车道线检测方法，其特征在于，所述对筛选出的候选点进行分组步骤进一步包括：任选一候选点，并计算所有剩余候选点与所选候选点之间的横向坐标差；将差值小于预设门限的所有点分为一组；按照上述方法完成所有候选点的分组。6.根据权利要求5所述的车道线检测方法，其特征在于，对各组所述候选点分...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏宁，张立平，张品，张令川，苏帅，李寒松，
申请(专利权)人：北京华航无线电测量研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11