一种基于Bézier曲线的车道线重构装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于Bézier曲线的车道线重构装置，该装置中，起始点搜索模块接收车辆前方道路环境图像，搜索左、右车道线的起始点所在块，正向搜索模块搜索出所有车道线外侧边缘线所在块，间断搜索模块搜索发生间断后的车道线起始点所在块，变向搜索模块搜索发生转弯后的车道线外侧边缘线所在块，所有块经自适应二值化模块进行处理，得到若干车道线外侧边缘线上的点，车道分类模块将车道进行分类，Bézier曲线拟合模块使用二次Bézier曲线拟合构造车道线。本发明专利技术的车道线重构装置能够较好地适应光照变化、道路阴影、车道线间断以及障碍物等复杂环境，而且不用对图像进行预处理，提高了实时性以及对变曲率弯道重构的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Bézier曲线的车道线重构装置
本专利技术属于智能车辆安全辅助驾驶领域，涉及一种能够快速准确地重构出车道线的装置。
技术介绍
纵观汽车发展的历史，对安全性问题的研究始终是重中之重。尤其是近年来，如何提高交通安全已经成为急需解决的社会性问题。汽车安全研究热点已经从以碰撞安全为核心的被动安全发展到以预防碰撞为核心的主动安全，很多国家和国际汽车电子公司早已启动了多项研究计划来寻找提高安全性、减少事故的新技术。于是，智能车辆(IntelligentVehicle)的概念应运而生，成为了智能交通系统(IntelligentTransportationSystem)的关键技术之一。而车辆安全辅助驾驶作为智能车辆研究领域的一个重要分支在近一二十年也得到迅速的发展。计算机视觉作为车辆安全辅助驾驶系统获得行驶环境信息最有效的感知方式在近些年得到了广泛研究。它是将单个或多个摄像头安装在车体上，通过图像采集装置获得车辆周围环境图像，然后经过智能图像处理装置为后续决策装置提供所需信息。其中，车道线识别对于安全辅助驾驶至关重要，是车道保持、车道偏离预警及自主导航等技术的基础之一，而车道线的重构不仅是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Bézier曲线的车道线重构装置，其特征在于，包括如下模块：起始点搜索模块、正向搜索模块、间断搜索模块、变向搜索模块、自适应二值化模块、车道分类模块、Bézier曲线拟合模块；起始点搜索模块接收由图像采集模块输出的车辆前方道路环境图像，在图像的感兴趣区内，利用灰度特征和梯度特征1，搜索左车道线和右车道线的起始点所在块，将搜索到的起始点所在块输出至自适应二值化模块，将搜到的起始点所在块的搜索点输出给正向搜索模块；正向搜索模块在图像感兴趣区中，根据起始点所在块的搜索点，利用灰度特征和梯度特征1，从下至上逐个搜索出车道线外侧边缘线所在块，并将每次搜索到的块输出给自适应二值化模块，当车道线发生...

【技术特征摘要】
1.一种基于Bézier曲线的车道线重构装置，其特征在于，包括如下模块：起始点搜索模块、正向搜索模块、间断搜索模块、变向搜索模块、自适应二值化模块、车道分类模块、Bézier曲线拟合模块；起始点搜索模块接收由图像采集模块输出的车辆前方道路环境图像，在图像的感兴趣区内，利用灰度特征和梯度特征1，搜索左车道线和右车道线的起始点所在块，将搜索到的起始点所在块输出至自适应二值化模块，将搜到的起始点所在块的搜索点输出给正向搜索模块；正向搜索模块在图像感兴趣区中，根据起始点所在块的搜索点，利用灰度特征和梯度特征1，从下至上逐个搜索出车道线外侧边缘线所在块，并将每次搜索到的块输出给自适应二值化模块，当车道线发生转弯时将搜索到的块的搜索点输入变向搜索模块，当车道线发生了间断时将搜索到的块的搜索点输入间断搜索模块；变向搜索模块利用灰度特征和梯度特征2，搜索发生转弯后的车道线外侧边缘线所在块，并输出标记为转弯的块给自适应二值化模块；间断搜索模块利用灰度特征和梯度特征1，搜索发生间断后的车道线起始点所在块，并输出给自适应二值化模块，将起始点所在块的搜索点输入正向搜索模块继续进行车道线搜索；所述的间断搜索模块，根据前一个车道线外侧边缘线所在块的大小n及对应的搜索点的纵坐标y1，更新当前搜索点的y值：y＝y1+n，将更新的y值代入下面直线方程得到x的值xA：其中，(xq,yq)和(xm,ym)分别代表首末两个包含有车道线外侧边缘线的块的搜索点的坐标；根据得到的x0设置x的搜索范围：[xA-7,xA+7]；在搜索范围内搜索梯度特征1值最大的搜索点及块，并确定该块的灰度特征值，若该块的灰度特征值大于灰度特征的阈值，且梯度特征1值大于梯度特征1的阈值，则找到包含车道线的块；自适应二值化模块是对搜索到的块进行自适应二值化处理，得到块中车道线外侧边缘线上的点Pi(i＝0,1,2,3,…,m-1)，m代表块总数，对于标记为转弯的块，得到对应的变向点Ps，将所有车道线外侧边缘线上的点输出给车道分类模块；车道分类模块将车道进行分类，当变向点Ps不存在或者s>m-3且s>2×(m-1)/3时，车道为直道或者小弯道，其它情况下车道为大弯道；Bézier曲线拟合模块针对直道或者小弯道，使用一条二次Bézier曲线构造车道线，针对大弯道，使用两条二次Bézier曲线构造车道线；所述的Bézier曲线拟合模块，在使用一条二次Bézier曲线构造车道线时，将起点P0和终点Pm-1作为曲线的第一个和第三个控制点，在使用两条二次Bézier曲线构造车道线时，将起点P0和变向点Ps的前一个点Ps-1作为第一条曲线的第一个和第三个控制点，将点Ps-1和终点Pm-1作为第二条曲线的第一个和第三个控制点；对于每条曲线的第二个控制点，设置曲线第二个控制点的搜索区域，并搜索最优控制点，然后得到二次Bézier曲线；所述的起始点搜索模块、正向搜索模块以及间断搜索模块，在利用梯度特征1搜索左车道线时，搜索点为左侧最低点，扩展得到n×n的块，像素个数n定义为块的大小，并设第i(1≤i<n)行中从左到右的第1个至第n-i个像素点位于道路上，块中剩余像素点位于左车道线上，根据式(1)确定梯度特征1值；采用梯度特征1搜索右侧车道线时，搜索点作为右侧最低点，扩展得到n×n的块，并设第i(1≤i<n)行中从右到左的第1个至第n-i个像素点位于道路上，块中剩余像素点位于右车道线上，根据式(1)确定梯度特征1值；所述的变向搜索模块利用梯度特征2搜索左车道线时，搜索点作为右侧最低点，扩展得到n×n的块，并设第i(1<i≤n)行中从左到右的第1个至第i-1个像素点位于道路上，块中剩余像素点位于左车道线上，根据式(1)确定梯度特征2值；利用梯度特征2搜索右车道线时，搜索点作为左侧最低点，扩展得到n×n的块，并设第i(1<i≤n)行中从右到左的第1个至第i-1个像素点位于道路上，块中剩余像素点位于右车道线上，根据式(1)确定梯度特征2值；T＝M1-M2(1)T表示梯度特征值，M1表示车道线上的像素点和搜索点的灰度均值；M2表示道路上的像素点的灰度均值；根据搜索点的y值确定n：y∈[0,45]时，n取9；当y∈(45,90]时，n取5；当y∈(90,150]时，n取3。2.根据权利要求1所述的一种基于Bézier曲线的车道线重构装置，其特征在于，所述的起始点搜索模块，首先在y＝0，x∈[0,159]范围内搜索是否存在满足起始点条件的像素点，如果不存在，继续在x＝0，y∈[1,90]范围内搜索是否存在满足起始点条件的像素点，如果不存在，继续在x∈(0,90)，y∈(0,90)内搜索是否存在满足起始点条件的像素点，若不存在...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国艳，高峰，丁能根，黄小云，邢龙龙，刘建行，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：