道路标线破损动态检测系统技术方案

本发明专利技术提供一种道路标线破损动态检测系统，包括图像转换模块、ROI区域提取模块、图像去噪模块、道路标线定位模块、道路标线分类模块、道路标线破损计算模块，通过对采集的道路标线图像进行图像转换，获取道路标线鸟瞰图，然后对鸟瞰图像进行ROI区域提取，获取图像中感兴趣区域，接着对图像的感兴趣区域进行预处理，再接着对预处理后的图像进行道路标线定位，最后根据道路标线分类结果对标线破损进行计算，最终实现对直线和箭头标线的破损检测，具有效果良好并且准确度高的优点。具有效果良好并且准确度高的优点。具有效果良好并且准确度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
道路标线破损动态检测系统


[0001]本专利技术涉及智能交通研究
，尤其涉及一种道路标线破损动态检测系统。

技术介绍

[0002]车道线是道路交通标线和标识的重要组成部分，通过线条、箭头、文字等向交通参与者传递引导、限制、警告等交通信息，以保证车辆行人的生命安全。由于其主要划设于道路表面，经受日晒雨淋，风雨冰冻及车辆的冲击磨耗，故很容易出现破损甚至缺失的情况。
[0003]传统的车道线破损主要依靠人工目视检测，拍照进行后期破损统计，耗费时间且人工成本巨大；基于无人机航拍的公路标线破损检测，无法检测受桥梁、隧道等建筑物的遮挡的道路标线，且检测范围受电力限制；另一种基于车载相机进行车道线破损检测，只满足检测道路分界线的直线，未实现对箭头类指示标线的检测。
[0004]因此，本专利技术提出一种基于车载相机以及单车道的线条标线、箭头指示标线同时进行检测的道路标线破损动态检测系统，以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种道路标线破损动态检测系统。
[0006]本专利技术提供的一种道路标线破损动态检测系统，包括图像转换模块，用于利用基于仿射投影变换的鸟瞰转换将道路标线图像转换成道路标线鸟瞰图；ROI区域提取模块，用于提取道路标线鸟瞰图的感兴趣区域，以约束道路标线鸟瞰图的检测范围；图像去噪模块，用于在保留图像特征的前提下，消除道路标线鸟瞰图中的噪声干扰；道路标线定位模块，用于提取道路标线鸟瞰图中的标线边缘，并基于标线边缘拟合出标线最小外接矩形；道路标线分类模块，用于基于标线最小外接矩形的中心点坐标对道路标线进行分类，所述分类类别包括直线类分界标线和箭头类指示标线；道路标线破损计算模块，用于采用基于形态学的填充方法检测箭头类指示标线的破损比例，以及采用像素计量方法检测直线类分界标线的破损比例。
[0007]优选的，还包括图像获取模块，用于利用视觉传感器采集道路标线图像。
[0008]优选的，所述ROI区域提取模块包括根据车道部分在道路标线图像中出现的位置，并结合行驶偏移量确定道路标线鸟瞰图中的感兴趣区域。
[0009]优选的，所述图像去噪模块包括采用二维零均值离散高斯函数作为平滑滤波器进行高斯滤波计算，获取各个点到中心点的权值，然后将权值与图像做卷积运算，进行双边滤波处理，其中，二维零均值离散高斯函数公式为：
其中，σ表示高斯核的大小，表示图像的的任一坐标点，表示高斯的二维分布；卷积运算公式为：其中，g(i，j)代表输出点(i， j)的结果像素值；（i，j）和（k，l）分别代表图像中的点，S(i， j)的是指以(i，j)为中心的(2N+1)(2N+1)的大小范围的点的集合，f(k， l)代表点(k，l)的原始像素值，w(i， j， k，l)代表经过两个高斯函数计算出的加权系数。
[0010]优选的，所述道路标线定位模块包括：一次边缘检测模块，用于利用边缘检测算子Sobel检测图像边缘灰度的突变，获取边缘幅度图像；边缘图像一次增强模块，用于按最大比例增强边缘幅度图像的对比度，以及按最大化图像的灰度值增强标线边缘信息；二次边缘检测模块，用于利用canny算子对一次增强后的图像进行二次边缘检测；边缘图像二次增强模块，用于增强图像的高频区域（边缘和拐角）的对比度，以及再次增强标线边缘信息；阈值分割模块，用于对边缘二次增强后的图像进行阈值分割；形态处理模块，用于对图像进行运算操作，以消除标线边缘周围存在明显孤立的小点和毛刺；标线拟合定位模块，用于根据提取的标线边缘，获得标线边缘的最小外接矩形。
[0011]优选的，所述对图像进行运算操作包括开运算或闭运算。
[0012]优选的，所述道路标线分类模块还包括将最小外接矩形的坐标中心点在图像的左侧三分之一范围内标记为左侧直线类分界线标线；将最小外接矩形的坐标中心点在图像中间的三分之一范围内标记为中间箭头类指示标线；将最小外接矩形的坐标中心点在图像的右侧三分之一范围内标记为右侧直线类分界线标线。
[0013]优选的，所述基于形态学的填充方法检测箭头类指示标线的破损比例包括以下操作步骤：根据标线轮廓提取标线区域，对标线区域进行局部二值化操作，并计算标线面积A1；对该区域进行形态学闭操作（即先进行膨胀操作再进行腐蚀操作），之后再次计算区域面积A2；计算A1、A2的差值，并计算破损百分比，破损比例计算公式为P=。
[0014]优选的，所述像素计量方法检测直线类分界标线的破损比例包括以下操作步骤：提取完整无破损标线，并计算标线面积B1；
对定位标线进行OSTU阈值分割提取标线，计算区域面积B2；计算B1、B2的差值，并计算破损百分比，破损比例计算公式为m=100%。
[0015]与相关技术相比较，本专利技术提供的一种道路标线破损动态检测系统具有如下有益效果：本专利技术通过对采集的道路标线图像进行图像转换，获取道路标线鸟瞰图，然后对鸟瞰图像进行ROI区域提取，获取图像中感兴趣区域，接着对图像的感兴趣区域进行预处理，再接着对预处理后的图像进行道路标线定位，最后根据道路标线分类结果对标线破损进行计算，最终实现对直线和箭头标线的破损检测，具有效果良好并且准确度高的优点。
附图说明
[0016]图1为本专利技术提供的一种道路标线破损动态检测系统的图像采集示意图；图2为本专利技术提供的一种道路标线破损动态检测系统的标线破损检测算法流程图；图3为本专利技术提供的一种道路标线破损动态检测系统的图像预处理流程图；图4为本专利技术提供的一种道路标线破损动态检测系统的标线定位流程图；图5为本专利技术提供的一种道路标线破损动态检测系统的标线分类破损计算流程图；图6为本专利技术提供的一种道路标线破损动态检测系统的流程图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步说明。
[0018]实施例一在本实施例中，如图6的流程图所示，包括如下操作：一种道路标线破损动态检测系统，在本实施例中，如图2所示，包括与鸟瞰图转换对应的图像转换模块，其用于利用基于仿射投影变换的鸟瞰转换将道路标线图像转换成道路标线鸟瞰图；与ROI区域提取对应的ROI区域提取模块，其用于提取道路标线鸟瞰图的感兴趣区域，以约束道路标线鸟瞰图的检测范围；包含在图像预处理中的图像去噪模块，其用于在保留图像特征的前提下，消除道路标线鸟瞰图中的噪声干扰；与道路标线定位对应的路标线定位模块，其用于提取道路标线鸟瞰图中的标线边缘，并基于标线边缘拟合出标线最小外接矩形；与标线分类对应的道路标线分类模块，其用于基于标线边缘最小外接矩形的中心点坐标对道路标线进行分类，所述分类类别包括直线类分界标线和箭头类指示标线；与标线破损计算对应的道路标线破损计算模块，其用于采用基于形态学的填充方法检测箭头类指示标线的破损比例，以及采用像素计量方法检测直线类分界标线的破损比例；
还包括与输入图像对应的图像获取模块，其用于利用视觉传感器采集道路标线图像；结合所有模块，本专利技术的道路标线破损动态检测系统在具体实施时，如图2所示，包括以下操作步骤：S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种道路标线破损动态检测系统，其特征在于，包括：图像转换模块，用于利用基于仿射投影变换的鸟瞰转换将道路标线图像转换成道路标线鸟瞰图；ROI区域提取模块，用于提取道路标线鸟瞰图的感兴趣区域，以约束道路标线鸟瞰图的检测范围；图像去噪模块，用于在保留图像特征的前提下，消除道路标线鸟瞰图中的噪声干扰；道路标线定位模块，用于提取道路标线鸟瞰图中的标线边缘，并基于标线边缘拟合出标线最小外接矩形；道路标线分类模块，用于基于标线最小外接矩形的中心点坐标对道路标线进行分类，所述分类类别包括直线类分界标线和箭头类指示标线；道路标线破损计算模块，用于采用基于形态学的填充方法检测箭头类指示标线的破损比例，以及采用像素计量方法检测直线类分界标线的破损比例。2.根据权利要求1所述的一种道路标线破损动态检测系统，其特征在于，还包括图像获取模块，用于利用视觉传感器采集道路标线图像。3.根据权利要求2所述的一种道路标线破损动态检测系统，其特征在于，所述ROI区域提取模块包括根据车道部分在道路标线图像中出现的位置，并结合行驶偏移量确定道路标线鸟瞰图中的感兴趣区域。4.根据权利要求3所述的一种道路标线破损动态检测系统，其特征在于，所述图像去噪模块包括采用二维零均值离散高斯函数作为平滑滤波器进行高斯滤波计算，获取各个点到中心点的权值，然后将权值与图像做卷积运算，进行双边滤波处理，其中，二维零均值离散高斯函数公式为：其中，σ表示高斯核的大小，表示图像的的任一坐标点，表示高斯的二维分布；卷积运算公式为：其中，g(i，j)代表输出点(i， j)的结果像素值；（i，j）和（k，l）分别代表图像中的点，S(i， j)的是指以(i，j)为中心的(2N+1)(2N+1)的大小范围的点的集合，f(k， l)代表点(k，l)的原始像素值，w(i， j， k，l)代表经过两个高斯函数计算出的加权系数。5.根据权利要求4所述的一种道路标线破损动态检测系统，其特征在于，所述道路标线定位模...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱敬之，李熙熙，张雷，王治明，郭润之，张小东，
申请(专利权)人：四川京炜数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：