【技术实现步骤摘要】
基于先验推理的在线车道级定位方法及系统
本专利技术涉及的是一种高级驾驶辅助系统(ADAS)领域的技术，具体是一种基于先验推理的在线车道级定位方法及系统。
技术介绍
现有高级驾驶辅助系统的主要技术问题为单个车辆自主感知周围的环境，而能识别车道和可行驶区域就是该问题的基础一环。而另一方面，除了实现单车的感知能力，关于车辆之间互联互通的课题需要车辆能即时构建与其他车辆短距离的网络。但是目前的专用短距离无线通信系统(DSRC)能分配的网络频谱带宽资源较少，根据可行驶区域和车道级的感知信息结合进来形成资源的复用将会是一个重要的解决方案。基本的解决方法是识别所有的车道线，以及可行驶区域范围，从而得到当前所在车道序数。传统的方法是通过对于单帧图片的图像处理，提取车道线特征，获得车道线位置。但是这些方法大多只是检测临近车道；对于图像中的噪声影响无法做出稳定的结果；面对遮挡时，也无法进行检测判断。近年来基于大数据的深度学习技术的发展，利用卷积神经网络检测车道线，在各自数据集上取得了不错的进展。但是基于深度学习的技术无法保证迁移性，就是在不同数...
【技术保护点】
1.一种基于先验推理的在线车道级定位方法，其特征在于，通过从单目视觉视频图像中提取车道线的特征并根据车道线消失点进行路面结构检测；然后基于几何先验生成车道线分布假设并基于多帧联合判断确认分布假设得到车道线；再进行车辆的目标检测与可行驶区域分割辅助，最后确认当前车道定位结果。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于先验推理的在线车道级定位方法，其特征在于，通过从单目视觉视频图像中提取车道线的特征并根据车道线消失点进行路面结构检测；然后基于几何先验生成车道线分布假设并基于多帧联合判断确认分布假设得到车道线；再进行车辆的目标检测与可行驶区域分割辅助，最后确认当前车道定位结果。
2.根据权利要求1所述的基于先验推理的在线车道级定位方法，其特征是，所述的车道线消失点是指：三维空间中平行的直线，在成像图片中会汇聚于同一点，这样的点就是消失点；在行驶道路场景下，由于大多数主要的线条方向与车道线的线条方向相近，所以车道线及其延长线就会在图像中形成一个主要的消失点，对于一张给定的道路场景的图片，检测其主要的消失点就帮助预先判断车道线的方向，同时过滤上述提取的边缘特征，从而极大地为进入下一步的输入过滤噪声。
3.根据权利要求1所述的基于先验推理的在线车道级定位方法，其特征是，所述的路面结构检测是指：通过检测候选特征线段集中的车道线消失点，由此过滤候选特征线段集中的噪声线段，确认了消失点的位置使得候选车道线的线段有了方向性的约束，这样合并调整保留的特征线段，成为汇聚于消失点特征直线，最终得到候选特征直线集。
4.根据权利要求1所述的基于先验推理的在线车道级定位方法，其特征是，所述的车道线消失点，通过基于投票判定、多帧联合的方法检测得到，具体包括：
①当提取得到的特征线段两两相交得到的候选消失点时，该候选消失点获得的投票得分，是由两相交线段的长度、两相交线段的角度共同决定的，投票函数|l1|·|l2|·exp(Φ(θ1))·exp(Φ(θ2))，其中：|l1|和|l2|表示两特征线段的长度；通过该函数对图像上两两特征线段相交的像素位置进行投票：像素位置通过多组线段相交、且相交线段符合上述标准的得分较高；若有较少线段相交，则该位置得分较低；
②将连续多帧之间的消失点热力图进行求和平均，然后取平均热力图中得分最高的坐标作为消失点检测的结果，消除在某一帧由于噪声引起的偏离的消失点检测结果；得到的消失点坐标经过卡尔曼滤波进一步跟踪平滑；
③得到消失点的坐标后，对于之前通过边缘检测提取的候选特征线段集，设定距离阈值，将到消失点的距离大于阈值的候选特征线段过滤，表明保留的候选特征线段是汇聚于消失点的，候选车道线的线段；保留的候选特征线段延长变为直线，经过调整，使其穿过消失点，并且通过直线斜率相近进行聚类合并，从而得到一个汇聚于消失点的候选特征直线集。
5.根据权利要求1所述的基于先验推理的在线车道级定位方法，其特征是，所述的基于几何先验进行车道线推测是指：i).通过射影几何中的结论对已知的车道线推理远处车道线的位置，得到车道线在图像中位置分布的假设，ii).通过对候选特征直线集中特征直线之间的位置关系分析，推测哪些直线候选车道线，并形成单帧中一系列车道线分布假设；
所述的推理远处车道线的位置是指：当有四条直线交于一点的情况下，使用直线去截这四条线，与这四条线交于四个点，对于这四个点之间所夹的三段线段的交比的值不随截取直线变化而变化，即当采用不同的直线去截上述四条线，得到的交比不变进一步在两条车道线之间所夹的车道宽度近似相等的前提下，设定图像中存在一条于三维世界地面平行的直线，与四条车道线在图像中表示的四条直线相截，截取的三段线段是相等的，即交比的值为4/3；因此已知三条车道线时，通过预设的交比的值，将第四根车道线扩展出来，从而依次类推，就能够得到远处车道线的位置。
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