基于车道弯曲度的车道线保持方法技术

本发明专利技术属于车辆辅助驾驶技术领域，提供了一种基于车道弯曲度的车道线保持方法，包括步骤：S1：获取车辆前方的第一预设图片，对获取的第一预设图片进行透视变换得到第二预设图片；S2：按照预设车道检测算法，获取第二预设图片中的左车道线、右车道线和中心线的拟合曲线；S3：结合获取的拟合曲线以及弯曲度计算公式，获取第二预设图片中的车道线的弯曲度f以及车辆相对于车道线的偏离度d；S4：按照预设PID策略，控制车辆保持车道线预设方向沿车道线驾驶。与现有技术相比，本发明专利技术的优点在于该方法，能快速实现对准车道线并保持路线行驶的能力，减少驾驶过程中，由于与车道方向存在角度偏差而造成的不断修正的问题。

Lane line keeping method based on Lane curvature

The invention belongs to the technical field of vehicle assistant driving, and provides a lane line keeping method based on Lane curvature, including the following steps: S1: obtain the first preset picture in front of the vehicle, carry out perspective transformation on the acquired first preset picture to obtain the second preset picture; S2: obtain the left lane line, right lane line and middle of the second preset picture according to the preset lane detection algorithm The fitting curve of the center line; S3: the curvature F of the lane line in the second preset picture and the deviation D of the vehicle from the lane line are obtained by combining the obtained fitting curve and the curvature calculation formula; S4: according to the preset PID strategy, the vehicle is controlled to keep the preset direction of the lane line driving along the lane line. Compared with the prior art, the invention has the advantages that the method can quickly realize the ability of aligning the lane line and maintaining the line driving, and reduce the problem of continuous correction caused by the angle deviation with the lane direction during driving.

【技术实现步骤摘要】
基于车道弯曲度的车道线保持方法
本专利技术属于车辆辅助驾驶
，具体涉及基于车道弯曲度的车道线保持方法。
技术介绍
车辆在行驶过程中，为保障安全，需要严格遵守按车道行驶的规定，车道线为车辆安全驾驶提供了一个可靠的视觉参考，以便于驾驶员在会车以及超车和行驶过程中做出判断。其中辅助驾驶方案中车道线保持功能是一个必不可少的功能，目前最常用的方法是机器视觉方案，通过视觉信息检测出道路上的车道线，并根据车道线的信息判断车辆应该如何行驶。目前所采用的车道线保持方法一般是通过Hough检测识别出左右两边的车道线，然后使车辆所处的位置对准车道线的正中央，即根据车辆偏离车道线中心来保持路径，这种方法的缺陷在于没有检测车身是否与车道方向对准，因此车辆即使对准了正中央，车身依然可能倾斜，这导致车辆在驾驶过程中还会需要不断的修正，直到车辆彻底对准车道方向为止。即目前的车道线保持方法根据车辆与车道中心偏移距离来进行判断车辆方向的过程中，由于车辆在对准中心的时候，未必对准车道方向，车辆在继续行驶之后，还会造成行驶偏差，因此需要不断的修正才能实现车道保持。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对目前通过车辆与车道中心偏移距离进行判断车道线，需要不断修正才能实现车道保持的问题，提出了一种基于车道弯曲度以及车辆和车道线的偏离度对车道的行驶策略进行判断，从而能快速实现对准车道线并保持路线行驶的能力，减少驾驶过程中，由于与车道方向存在角度偏差而造成的不断修正问题的基于车道弯曲度的车道线保持方法。<br>本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：提出一种基于车道弯曲度的车道线保持方法，包括步骤：S1：获取车辆前方的第一预设图片，通过预设校准算法对获取的车辆前方的第一预设图片进行透视变换得到第二预设图片；S2：按照预设车道检测算法，获取第二预设图片中的左车道线、右车道线和中心线，并对获取的第二预设图片中的左车道线、右车道线和中心线按照预设二次多项式回归算法进行曲线拟合，得到第二预设图片中以车辆为原点的左车道线、右车道线和中心线的拟合曲线；S3：结合获取的拟合曲线以及弯曲度计算公式，获取第二预设图片中的车道线的弯曲度f以及车辆和车道线的偏离度d；S4：结合获取的第二预设图片中车道线的弯曲度f以及车辆和车道线的偏离度d，按照预设PID策略，控制车辆保持车道线预设方向沿车道线驾驶。进一步地，步骤S1中的预设校准算法包括步骤：S11：获取车辆前方的第一预设图片；S12：将获取的车辆前方第一预设图片投影到预设视平面上；S13：通过预设透视变换公式对第一预设图片进行透视变换，并获取第二预设图片。进一步地，步骤S13包括步骤：S131：在第一预设图片上标定预设数量的点，并获取每个标定的点的坐标；S132：根据预设透视变换公式，将获取的每个标定点的坐标进行透视变换，获取预设数量标定点的坐标对应的透视变换矩阵；S133：通过获取的透视变换矩阵对第一预设图片进行变换，获取第二预设图片。进一步地，步骤S2包括步骤：S21：通过Soble算子对第二预设图片进行卷积，提取第二预设图片中预设边缘信息，并获取第二预设图片中的边缘特征图片；S22：在获取的第二预设图片的边缘特征图片中进行预设感兴趣区域ROI划分；S23：对划分后的ROI区域按照预设行进行划定；S24：对划定行后的ROI区域进行逐行滑窗检测，并检测同一行中每一次滑窗时处于窗口内的白色像素数量；S25：根据ROI区域上获取的同一行中每一次滑窗时处于窗口内的白色像素数量，绘制对应的坐标曲线；S26：将曲线图中的左峰值对应的点定义为左车道上的点，将曲线图中的右峰值对应的点定义为右车道上的点以及将左车道上的点和右车道上的点连线的中点定义为中心点；S27：获取第二预设图片中预设行每一行对应的左车道上的点、右车道上的点以及左车道上的点和右车道上的点连线的中心点，并按照二次多项式回归算法进行曲线拟合，获取第二预设图片的预设车道线以及中心线的拟合曲线。进一步地，步骤S3包括步骤：S31：获取拟合曲线上左车道线的横坐标d1和右车道线的横坐标d2；S32：按照预设拟合曲线切线公式，获取左车道线或右车道线的弯曲度，所述左车道线的弯曲度等于右车道线的弯曲度。进一步地，步骤S32中的预设拟合曲线切线公式为：ay+bx＝c其中：-b/a为车道线在拟合曲线中与X轴交点的切线的斜率；当y＝0时，车辆和车道线的偏离度d＝c/b。进一步地，步骤S32中的车道弯曲度f的公式为：f＝sin(v,v0)*(-b/a)*(|a/-b|)其中：v为车道线在拟合曲线中与X轴交点的切线的指向向量；v0为车辆在拟合曲线中的指向向量；sin(v,v0)为车道线在拟合曲线中与X轴交点的切线的指向向量和车辆在拟合曲线中的指向向量的夹角的正弦值。进一步地，步骤S4包括：S41：获取预设t时刻的车道线的弯曲度f和预设t时刻的车辆和车道线的偏离度d的预设比例控制策略P(t)；S42：获取预设t时刻的车道线的弯曲度f和预设t时刻的车辆和车道线的偏离度d的预设积分控制策略I(t)；S43：获取预设t时刻的车道线的弯曲度f和预设t时刻的车辆和车道线的偏离度d的预设微分控制策略D(t)；S44：根据获取的预设比例控制策略P(t)、预设积分控制策略I(t)以及预设微分控制策略D(t)，获取预设最终车道线保持策略U(t)。进一步地：预设比例控制策略P(t)为：P(t)＝Kp1F(t)-Kp2G(t)预设积分控制策略I(t)为：I(t)＝Ki1∫F(t)dt-Ki2∫G(t)dt预设比例控制策略D(t)为：D(t)＝Kd1F(t)/dt-Kd2G(t)/dt其中：Kp1为第一比例控制可调整定参数；Kp2为第二比例控制可调整定参数；Ki1为第一积分控制可调整定参数；Ki2为第二积分控制可调整定参数；Kd1为第一微分控制可调整定参数；Kd2为第二微分控制可调整定参数；F(t)为t时刻车道线的弯曲度f；G(t)为t时刻车辆和车道线的偏离度d。进一步地：预设最终车道线保持策略U(t)为：U(t)＝P(t)+I(t)+D(t)。进一步地，还包括步骤：判断t时刻U(t)是否大于0；若是，控制车辆右转；若不是，控制车辆左转。与现有技术相比，本专利技术至少包括以下有益效果：(1)采用曲线拟合的方式，提取车道线轨迹，并采用二次函数拟合的方式保证了车道线对应的曲线的可导性，以车道线轨迹起点的切线作为车道线方向，获取车道线的弯曲度，本车道弯曲度的算法能够根据车辆当前实时的行驶状况，获取车道线的实时的弯曲度。(2)根据获取的车道线的弯曲度同时结合了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于车道弯曲度的车道线保持方法，其特征在于，包括步骤：/nS1：获取车辆前方的第一预设图片，通过预设校准算法对获取的车辆前方的第一预设图片进行透视变换得到第二预设图片；/nS2：按照预设车道检测算法，获取第二预设图片中的左车道线、右车道线和中心线，并对获取的第二预设图片中的左车道线、右车道线和中心线按照预设二次多项式回归算法进行曲线拟合，得到第二预设图片中以车辆为原点的左车道线、右车道线和中心线的拟合曲线；/nS3：结合获取的拟合曲线以及弯曲度计算公式，获取第二预设图片中的车道线的弯曲度f以及车辆和车道线的偏离度d；/nS4：结合获取的第二预设图片中车道线的弯曲度f以及车辆和车道线的偏离度d，按照预设PID策略，控制车辆保持车道线预设方向沿车道线驾驶。/n

【技术特征摘要】
1.基于车道弯曲度的车道线保持方法，其特征在于，包括步骤：
S1：获取车辆前方的第一预设图片，通过预设校准算法对获取的车辆前方的第一预设图片进行透视变换得到第二预设图片；
S2：按照预设车道检测算法，获取第二预设图片中的左车道线、右车道线和中心线，并对获取的第二预设图片中的左车道线、右车道线和中心线按照预设二次多项式回归算法进行曲线拟合，得到第二预设图片中以车辆为原点的左车道线、右车道线和中心线的拟合曲线；
S3：结合获取的拟合曲线以及弯曲度计算公式，获取第二预设图片中的车道线的弯曲度f以及车辆和车道线的偏离度d；
S4：结合获取的第二预设图片中车道线的弯曲度f以及车辆和车道线的偏离度d，按照预设PID策略，控制车辆保持车道线预设方向沿车道线驾驶。


2.根据权利要求1所述的基于车道弯曲度的车道线保持方法，其特征在于，步骤S1中的预设校准算法包括步骤：
S11：获取车辆前方的第一预设图片；
S12：将获取的车辆前方第一预设图片投影到预设视平面上；
S13：通过预设透视变换公式对第一预设图片进行透视变换，并获取第二预设图片。


3.根据权利要求1所述的基于车道弯曲度的车道线保持方法，其特征在于，步骤S13包括步骤：
S131：在第一预设图片上标定预设数量的点，并获取每个标定的点的坐标；
S132：根据预设透视变换公式，将获取的每个标定点的坐标进行透视变换，获取预设数量标定点的坐标对应的透视变换矩阵；
S133：通过获取的透视变换矩阵对第一预设图片进行变换，获取第二预设图片。


4.根据权利要求1所述的基于车道弯曲度的车道线保持方法，其特征在于，步骤S2包括步骤：
S21：通过Soble算子对第二预设图片进行卷积，提取第二预设图片中预设边缘信息，并获取第二预设图片中的边缘特征图片；
S22：在获取的第二预设图片的边缘特征图片中进行预设感兴趣区域ROI划分；
S23：对划分后的ROI区域按照预设行进行划定；
S24：对划定行后的ROI区域进行逐行滑窗检测，并检测同一行中每一次滑窗时处于窗口内的白色像素数量；
S25：根据ROI区域上获取的同一行中每一次滑窗时处于窗口内的白色像素数量，绘制对应的坐标曲线；
S26：将曲线图中的左峰值对应的点定义为左车道上的点，将曲线图中的右峰值对应的点定义为右车道上的点以及将左车道上的点和右车道上的点连线的中点定义为中心点；
S27：获取第二预设图片中预设行每一行对应的左车道上的点、右车道上的点以及左车道上的点和右车道上的点连线的中心点，并按照二次多项式回归算法进行曲线拟合，获取第二预设图片的预设车道线以及中心线的拟合曲线。


5.根据权利要求1所述的基于车道弯曲度的车道线保持方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕阳，郑良广，周峰，王鹤鸣，杨玉钊，
申请(专利权)人：宁波中车时代传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33