一种单目相机三维车道线感知方法、系统、电子设备，所述方法包括：基于单目相机获取二维图像信息；随机获取地面坐标系下位于车辆前方纵向上的第一组点，将所述第一组点重投影至相机坐标系下，形成第二组点；获取相机坐标系下位于所述车道线上、与所述第二组点对应且位于同一时间帧内的第三组点；计算两组点中对应点的横向坐标的差值，将所有差值相加形成重投影误差，将所述重投影误差计入观测误差函数；以所述观测误差函数最小为优化目标，获取所述观测误差函数最小时的第二组点所对应的第一组点，作为三维车道线点；基于所述三维车道线点，拟合形成第一车道线函数。实现了单目三维车道线感知对相机外参标定以及地平面位置先验的解耦。验的解耦。验的解耦。
【技术实现步骤摘要】
单目相机三维车道线感知方法、系统、电子设备
[0001]本专利技术涉及车道线检测
，尤其涉及一种单目相机三维车道线感知方法、系统、电子设备。
技术介绍
[0002]在自动驾驶技术中，车道线的检测和跟踪是不可缺少的一部分。在没有高精度地图或者定位效果较差的地方，车道线检测和跟踪可以用来使控制规划模块(Planning and Control，pnc)控制自动驾驶车辆沿着车道线行驶，也可用于定位模块的横向定位。
[0003]单目相机由于低成本、语义信息丰富等优势，在自动驾驶领域获得了广泛使用。因此，单目三维车道线感知一直是自动驾驶领域的核心课题。
[0004]由于单目相机无法直接获取三维信息，利用单目传感器获取三维车道线信息一直是一个难点问题。当前业内大多使用相机的标定外参和地平面位置先验来计算车道线位置，但该方法存在严重不足。首先车辆在行驶过程中会产生颠簸，导致相机外参会发生变化；其次在上下坡等区域，地平面位置先验是不成立的。因此，利用该方法获得的三维车道线会存在位置偏差，影响驾驶安全。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种单目相机三维车道线感知方法、系统、电子设备。
[0007]本专利技术提供的一种单目相机三维车道线感知方法，所述方法包括：
[0008]基于单目相机获取二维图像信息，所述二维图像信息包括车道线；
[0009]随机获取地面坐标系下位于车辆前方纵向上的第一组点，将所述第一组点重投影至相机坐标系下，形成第二组点；
[0010]基于所述二维图像信息，获取相机坐标系下位于所述车道线上、与所述第二组点对应且位于同一时间帧内的第三组点；
[0011]基于所述第二组点和所述第三组点，计算两组点中对应点的横向坐标的差值，将所有差值相加形成重投影误差，将所述重投影误差计入观测误差函数；
[0012]以所述观测误差函数最小为优化目标，获取所述观测误差函数最小时的第二组点所对应的第一组点，作为三维车道线点；
[0013]基于所述三维车道线点，拟合形成第一车道线函数。
[0014]根据本专利技术提供的一种单目相机三维车道线感知方法，基于单目相机获取二维图像信息，包括：
[0015]基于单目相机获取多个帧的二维图像信息；
[0016]对应的，
[0017]随机获取地面坐标系下位于车辆前方纵向上的第一组点，将所述第一组点重投影至相机坐标系下，形成第二组点，包括：
[0018]随机获取当前帧地面坐标系下位于车辆前方纵向上的第一组点；
[0019]基于当前帧的第一组点，坐标变换出与所述多个帧对应的多个第一组点；
[0020]将所述多个第一组点分别重投影至对应帧的相机坐标系下，形成多个第二组点；
[0021]对应的，
[0022]基于所述第二组点和所述第三组点，计算两组点中对应点的横向坐标的差值，将所有差值相加形成重投影误差，将所述重投影误差计入观测误差函数，包括：
[0023]针对所述多个帧中每个时间帧，基于所述时间帧的所述第二组点和所述第三组点，计算两组点中对应点的横向坐标的差值，计算所述时间帧的所有差值之和；
[0024]将所有所述时间帧的差值之和再求和形成所述重投影误差；
[0025]将所述重投影误差计入所述观测误差函数。
[0026]根据本专利技术提供的一种单目相机三维车道线感知方法，基于单目相机获取二维图像信息，所述二维图像信息包括车道线，包括：
[0027]基于单目相机获取二维图像信息，所述二维图像信息包括多条平行车道线；
[0028]对应的，
[0029]随机获取地面坐标系下位于车辆前方纵向上的第一组点，包括：
[0030]随机获取地面坐标系下位于车辆前方纵向上的第一组点，所述第一组点包括多个与所述多条平行车道线对应的子组点；
[0031]对应的，所述方法还包括：
[0032]基于多个子组点，拟合形成多个第二车道线函数；
[0033]计算所述多个第二车道线函数的非常数项实际参数的平均参数；
[0034]计算所述多个第二车道线函数的非常数项的实际参数与所述平均参数的离散程度，作为平行误差；
[0035]将所述平行误差计入所述观测误差函数。
[0036]根据本专利技术提供的一种单目相机三维车道线感知方法，基于单目相机获取二维图像信息，所述二维图像信息包括多条平行车道线，包括：
[0037]判断所述二维图像信息是否包括岔路；
[0038]如果判断所述二维图像信息包括岔路，则基于平行车道线具有相同的消失点的原理，将多条平行车道线分组。
[0039]根据本专利技术提供的一种单目相机三维车道线感知方法，所述方法还包括：
[0040]基于所述第一组点，拟合形成第三车道线函数；
[0041]计算所述第一组点和所述第三车道线函数的拟合误差；
[0042]将所述拟合误差计入所述观测误差函数。
[0043]根据本专利技术提供的一种单目相机三维车道线感知方法，所述方法包括：
[0044]将所述重投影误差、所述拟合误差和所述平行误差加权相加作为所述观测误差函数。
[0045]根据本专利技术提供的一种单目相机三维车道线感知方法，以所述观测误差函数最小为优化目标，包括：
[0046]采用梯度下降法优化所述观测误差函数。
[0047]本专利技术还提供的一种单目相机三维车道线感知系统，所述系统包括：
[0048]图像获取模块，用来基于单目相机获取二维图像信息，所述二维图像信息包括车道线；
[0049]重投影点获取模块，用来随机获取地面坐标系下位于车辆前方纵向上的第一组点，将所述第一组点重投影至相机坐标系下，形成第二组点；
[0050]原图像点获取模块，用来基于所述二维图像信息，获取相机坐标系下位于所述车道线上、与所述第二组点对应且位于同一时间帧内的第三组点；
[0051]重投影误差获取模块，用来基于所述第二组点和所述第三组点，计算两组点中对应点的横向坐标的差值，将所有差值相加形成重投影误差，将所述重投影误差计入观测误差函数；
[0052]优化模块，用来以所述观测误差函数最小为优化目标，获取所述观测误差函数最小时的第二组点所对应的第一组点，作为三维车道线点；
[0053]拟合模块，用来基于所述三维车道线点，拟合形成第一车道线函数。
[0054]本专利技术还提供的一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一项所述单目相机三维车道线感知方法的步骤。
[0055]本专利技术还提供的一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种单目相机三维车道线感知方法，其特征在于，所述方法包括：基于单目相机获取二维图像信息，所述二维图像信息包括车道线；随机获取地面坐标系下位于车辆前方纵向上的第一组点，将所述第一组点重投影至相机坐标系下，形成第二组点；基于所述二维图像信息，获取相机坐标系下位于所述车道线上、与所述第二组点对应且位于同一时间帧内的第三组点；基于所述第二组点和所述第三组点，计算两组点中对应点的横向坐标的差值，将所有差值相加形成重投影误差，将所述重投影误差计入观测误差函数；以所述观测误差函数最小为优化目标，获取所述观测误差函数最小时的第二组点所对应的第一组点，作为三维车道线点；基于所述三维车道线点，拟合形成第一车道线函数。2.根据权利要求1所述的单目相机三维车道线感知方法，其特征在于，基于单目相机获取二维图像信息，包括：基于单目相机获取多个帧的二维图像信息；对应的，随机获取地面坐标系下位于车辆前方纵向上的第一组点，将所述第一组点重投影至相机坐标系下，形成第二组点，包括：随机获取当前帧地面坐标系下位于车辆前方纵向上的第一组点；基于当前帧的第一组点，坐标变换出与所述多个帧对应的多个第一组点；将所述多个第一组点分别重投影至对应帧的相机坐标系下，形成多个第二组点；对应的，基于所述第二组点和所述第三组点，计算两组点中对应点的横向坐标的差值，将所有差值相加形成重投影误差，将所述重投影误差计入观测误差函数，包括：针对所述多个帧中每个时间帧，基于所述时间帧的所述第二组点和所述第三组点，计算两组点中对应点的横向坐标的差值，计算所述时间帧的所有差值之和；将所有所述时间帧的差值之和再求和形成所述重投影误差；将所述重投影误差计入所述观测误差函数。3.根据权利要求1或2所述的单目相机三维车道线感知方法，其特征在于，基于单目相机获取二维图像信息，所述二维图像信息包括车道线，包括：基于单目相机获取二维图像信息，所述二维图像信息包括多条平行车道线；对应的，随机获取地面坐标系下位于车辆前方纵向上的第一组点，包括：随机获取地面坐标系下位于车辆前方纵向上的第一组点，所述第一组点包括多个与所述多条平行车道线对应的子组点；对应的，所述方法还包括：基于多个子组点，拟合形成多个第二车道线函数；计算所述多个第二车道线函数的非常数项实际参数的平均参数；计算所述多个第二车道线函数的非常数项的实际参数与所述平均参数的离散程度，作为平行误差；...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱壬泰，程新景，
申请(专利权)人：际络科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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