本发明专利技术涉及图像处理领域。本发明专利技术提供一种用于确定交通标志的感兴趣区域的方法，该方法包括以下步骤：从高精度地图读取影响车辆的交通行为的交通标志的地理位置信息，该地理位置信息包括交通标志的相对地面高度；从高精度地图读取车辆至交通标志的路段的受区域性表达限制的地形信息；获取包括该交通标志的车辆周围环境的图像；至少基于交通标志的地理位置信息和地形信息，在所述图像中确定交通标志的感兴趣区域。本发明专利技术还提供一种用于确定交通标志的感兴趣区域的设备和一种用于识别交通标志的状态的系统。本发明专利技术旨在解决由于高精度地图的区域性表达限制而导致交通标志在有坡度路段无法识别的问题，有效提高了自动驾驶环境感知的准确性。
【技术实现步骤摘要】
用于确定交通标志的感兴趣区域的方法、设备和系统
本专利技术涉及一种用于确定交通标志的感兴趣区域的方法、一种用于确定交通标志的感兴趣区域的设备以及一种用于识别交通标志的状态的系统。
技术介绍
为了实现车辆的自动驾驶，环境感知是重要一环。一种主流的实现精准的交通设施感知的解决方案是：高精度地图精确记录交通场景中的大多数标志物的三维坐标位置，通过标定参数以及适当的坐标系转换，可以将这些标志物的边界框投影到车载摄像头的前视图像上。于是，可通过在投影区域内选取感兴趣区域(ROI,RegionofInterest)来进行有目的的标志物状态辨识。但是，由于在中国对地图数据的保密处理和公开使用等方面的政策要求，高精度地图在特定信息的表达方面受到严格限制，例如，标志物的绝对高程信息不允许被直接表征，而是只能记录相对高度信息。在这样的限制条件下，标志物的高度以某一固定点的高度(一般而言，默认路段起点的高度为0)为参考点所标注的相对高度信息无法普适于整个路段，尤其对于高度差较大的路段而言，基于直接投影的边界框所确定的感兴趣区域会偏离于待识别标志物的实际位置，甚至该感兴趣区域会被错误地定位到交通场景中的另一对象上，由此造成环境感知方面的误识别。目前，现有技术中提出根据车身姿态来估计道路的坡度信息，并且基于不同坡度路段之间的线性关系来修正交通信号灯的投影位置，从而调整出准确的ROI位置。但是上述解决方案仍存在诸多不足，特别是这种借助车辆自身位姿对坡度信息的估算策略准确性较差、尤其易于受到各种环境因素的干扰，在很多情况下都无法提供可靠的修正结果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于确定交通标志的感兴趣区域的方法、一种用于确定交通标志的感兴趣区域的设备和一种用于识别交通标志的状态的系统，以至少解决现有技术中的部分问题。根据本专利技术的第一方面，提供一种用于确定交通标志的感兴趣区域的方法，所述方法包括以下步骤：S1：从高精度地图读取影响车辆的交通行为的交通标志的地理位置信息，所述地理位置信息至少包括交通标志的相对地面高度；S2：从高精度地图读取车辆至交通标志的路段的受区域性表达限制的地形信息；S3：获取包括所述交通标志的车辆周围环境的图像；以及S4：至少基于交通标志的地理位置信息以及所述地形信息，在所述图像中确定交通标志的感兴趣区域。本专利技术尤其包括以下技术构思：通过在确定感兴趣区域时考虑到周边路段的地形信息，可以有效补偿由于缺乏绝对高程信息而造成的坐标映射偏差。同时，由于地形信息并非借助车辆自身传感器估计出而是源于高精度地图，所以有利地提高了信息可靠性并且减小了自动驾驶车辆的环境感知方面的软件和硬件开销。由此，在考虑到中国法规限制地图表达要素的条件下，在有限范围内充分利用高精度地图中关于地形的先验信息，实现了感兴趣区域的正确匹配，为自动驾驶车辆的可靠决策奠定了基础。可选地，所述步骤S1包括：从高精度地图读取交通标志的经纬度坐标和地面相对高度，其中，以点坐标(x,y,|z|)和/或以多边形边界框坐标(x1,y1,|z1|)-(xn,yn,|zn|)的形式读取交通标志的地理位置信息。在此，尤其实现以下技术优点：通过在高精度地图中提供交通标志的多样化表达方式，可以满足环境感知方面的不同精度要求，提高了整个方案的灵活性。可选地，所述受区域性表达限制的地形信息包括：路段的尤其状态位编号形式的坡度分级和/或坡度值范围、尤其百分比范围。在此，尤其实现以下技术优点：通过将中国不允许被表达的道路坡度信息转换为分级表达在高精度地图上，可以在确保国家安全、不违背地图表达的区域性限制的同时确保数据可靠性。可选地，所述步骤S2包括：从高精度地图读取所述路段的地形信息的分段表达，其中，在分段表达的情况下，分别为所述路段的每个子路段分配相应的地形信息。在此，尤其实现以下技术优点：通过在高精度地图中对地形信息的分段表达，例如可以在感兴趣区域的确定过程中更细化地考虑整个路段的坡度走向，从而在一定程度上以更高分辨率补偿坐标映射方面的偏差。可选地，所述步骤S4包括：将交通标志的地理位置信息从高精度地图的地图坐标系投影到所述图像的图像坐标系中，以交通标志在图像坐标系中的位置为基准向外扩展出预定义大小的窗口区域作为感兴趣区域；以及，根据所读取的地形信息在位置和/或几何特性方面对所述感兴趣区域进行修正。在此，尤其实现以下技术优点：在基于相似原理确定感兴趣区域在图像中的粗略位置的基础上，通过在位置和/或几何特性方面的调整，提供了一种简单的补偿可能性。可选地，借助所述地形信息计算车辆所在路面相对于交通标志所在路面的高度差信息；基于所述高度差信息调整感兴趣区域在所述图像中的高度和/或调整感兴趣区域的缩放比例、尤其纵向缩放因子。在此，尤其实现以下技术优点：通过计算高度差信息，可以使感兴趣区域的调整量或修正量在数学上可视化，由此使后续的匹配过程充分可控。可选地，为了计算车辆所在路面相对于交通标志所在路面的高度差信息，将车辆至交通标志的路段按照所述地形信息划分为多个子路段，针对每个子路段求取起点与终点之间的高度差信息，将各个子路段的高度差信息累加成所述路段的高度差信息。在此，尤其实现以下技术优点：取决于交通标志的所需识别精度和路面起伏情况，可以选择以坡度分级的分段表达将整个路段分割为多个单位坡度变化区间，由此提供了一种更灵活的方案。可选地，所述方法还包括：获取不同地区或国家的交通标志的安装规范信息和外观信息；以及，基于所述安装规范信息和外观信息确定感兴趣区域、尤其确定感兴趣区域的形状、大小、长宽比例。在此，尤其实现以下技术优点：相比于直接以映射位置为中心确定固定大小的感兴趣区域，通过考虑交通标志的安装规范和外观信息，可以在感兴趣区域的确定过程中引入更多控制变量，从而进一步提高感兴趣区域准确覆盖交通标志的概率。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于确定交通标志的感兴趣区域的设备，所述设备用于执行根据本专利技术的第一方面所述的方法，所述设备包括：地图读取模块，其被配置成能够从高精度地图读取影响车辆的交通行为的交通标志的地理位置信息，所述地理位置信息至少包括交通标志的相对地面高度，所述地图读取模块还被配置成能够从高精度地图读取车辆至交通标志的路段的受区域性表达限制的地形信息；图像获取模块，其被配置成能够获取包括所述交通标志的车辆周围环境的图像；以及确定模块，其被配置成能够至少基于交通标志的地理位置信息以及所述地形信息，在所述图像中确定交通标志的感兴趣区域。根据本专利技术的第三方面，提供一种用于识别交通标志的状态的系统，所述系统包括：根据本专利技术的第二方面所述的设备；以及图像处理设备，其被配置成能够持续监测所确定的感兴趣区域并由此分析得出交通标志的状态。附图说明下面，通过参看附图更详细地描述本专利技术，可以更好地理解本专利技术的原理、特点和优点。附图包括：图1示出了根据本专利技术的一个示例本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于确定交通标志(2)的感兴趣区域(3)的方法，所述方法包括以下步骤：/nS1：从高精度地图读取影响车辆(1)的交通行为的交通标志(2)的地理位置信息，所述地理位置信息至少包括交通标志(2)的相对地面高度(|z|)；/nS2：从高精度地图读取车辆(1)至交通标志(2)的路段(L)的受区域性表达限制的地形信息；/nS3：获取包括所述交通标志(2)的车辆周围环境的图像；以及/nS4：至少基于交通标志(2)的地理位置信息以及所述地形信息，在所述图像中确定交通标志(2)的感兴趣区域(3)。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于确定交通标志(2)的感兴趣区域(3)的方法，所述方法包括以下步骤：
S1：从高精度地图读取影响车辆(1)的交通行为的交通标志(2)的地理位置信息，所述地理位置信息至少包括交通标志(2)的相对地面高度(|z|)；
S2：从高精度地图读取车辆(1)至交通标志(2)的路段(L)的受区域性表达限制的地形信息；
S3：获取包括所述交通标志(2)的车辆周围环境的图像；以及
S4：至少基于交通标志(2)的地理位置信息以及所述地形信息，在所述图像中确定交通标志(2)的感兴趣区域(3)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤S1包括：从高精度地图读取交通标志(2)的经纬度坐标和相对地面高度(|z|)，其中，以点坐标(x,y,|z|)和/或以多边形边界框坐标(x1,y1,|z1|)-(xn,yn,|zn|)的形式读取交通标志(2)的地理位置信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述受区域性表达限制的地形信息包括：路段的尤其状态位编号形式的坡度分级和/或坡度值范围、尤其百分比范围。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述步骤S2包括：从高精度地图读取所述路段(L)的地形信息的分段表达，其中，在分段表达的情况下，分别为所述路段(L)的每个子路段(L1,L2,L3)分配相应的地形信息。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述步骤S4包括：将交通标志(2)的地理位置信息从高精度地图的地图坐标系投影到所述图像的图像坐标系中，以交通标志(2)在图像坐标系中的位置为基准向外扩展出预定义大小的窗口区域作为感兴趣区域(3)；以及，根据所读取的地形信息在位置和/或几何特性方面对所述感兴趣区域(3)进行修正。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，借助所述地形信息计算车辆(1)所在路面相对于交通标志(2)所在路面的高度差信息(H)；基于所述高度差信息(H)调整...
【专利技术属性】
技术研发人员：禹尧，
申请(专利权)人：戴姆勒股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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