一種道路指路標誌的快速定位方法以及系統的製作方法
2023-06-02 07:38:06 3
專利名稱：一種道路指路標誌的快速定位方法以及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種定位交通標誌的方法以及系統，尤其涉及一種通過檢測指路標誌上邊界或下邊界的直線特徵進而定位的道路指路標誌快速定位方法以及系統。
背景技術：
道路指路標誌是交通標誌的一個重要組成部分，道路指路標誌識別是輔助駕駛系統的重要組成部分，而道路指路標誌定位是道路指路標誌識別中必不可少的一部分，因此， 道路指路標誌定位的發展與國內外高性能和高安全性汽車的發展密切相關。道路指路標誌定位是通過在車輛內安裝車載攝像機，由攝像機拍攝行駛的路面狀況，並檢測和定位道路中的指路標誌，通過道路指路標誌的定位從而給予駕駛員相應的交通標誌信息以致達到輔助駕駛員駕駛的效果。同時，道路指路標誌定位也是無人駕駛車輛的重要組成部分。對於道路指路標誌定位技術，由於該技術一般用於車輛輔助駕駛，運行在車載設備上，因此，對於用於道路指路標誌定位技術的運算方法，人們會要求該運算方法的運算速度越快越好。現有的道路指路標誌定位方法通常是依據道路指路標誌的顏色特徵(藍底白圖案)和矩形形狀特徵進行檢測和定位。但是，對道路指路標誌的矩形形狀特徵的檢測容易受到各種外界遮擋和幹擾的影響，使得對道路指路標誌的定位效果不理想，而且對矩形形狀特徵進行定位的速度較慢。
發明內容
為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種採用直線特徵檢測的快速定位道路指路標誌方法。本發明的另一目的是提供一種採用直線特徵檢測的快速定位道路指路標誌系統。本發明採用的技術方案是一種道路指路標誌的快速定位方法，該方法步驟包括
A、獲取道路圖像；
B、將獲取的道路圖像分割成上、下兩部分圖像；
C、採用基於RGB顏色模型的藍色檢測模型，對上部分圖像進行有效候選區域的獲取；
D、對獲取的有效候選區域進行水平長直線檢測，進而定位指路標誌。進一步，所述步驟C包括
Cl、採用基於RGB顏色模型的藍色檢測模型對上部分圖像進行顏色分割後二值化，進而得到顏色分割效果C2、通過形態學處理對顏色分割效果圖進行去噪；
C3、對顏色分割效果圖進行連通域搜索，並結合連通域提取算法和投影邊界，對搜索到的連通域進行截取，得到候選區域；
C4、對候選區域進行面積判斷，進而獲得滿足預設面積閾值條件的有效候選區域。進一步，所述步驟C中基於RGB顏色模型的藍色檢測模型是根據藍色的R、G、B三通道之間的關係進行建立的，該關係包括
B通道的值是最大的，且B通道的值大於80 ；
R通道的值小於G通道的值；
(B-G)+(B-R)的值大於 100 ；
G-R的絕對值小於80。
進一步，所述步驟D包括
D1、採用水平方向的Sobelh算子提取有效候選區域的水平邊緣；
D2、根據提取的有效候選區域的水平邊緣，採用Hough變換直線檢測技術檢測有效候選區域中是否存在滿足預設條件的目標水平長直線；
D3、當檢測到有效候選區域中存在滿足預設條件的目標水平長直線時，根據具有滿足預設條件的目標水平長直線的有效候選區域，定位指路標誌。進一步，在所述步驟D2中所述的預設條件包括水平長直線的長度閾值以及水平長直線的允許角度誤差變化範圍。進一步，所述長度閾值是大於最小有效候選區域長度的四分之三。進一步，所述的允許角度誤差變化範圍是[-5°，5°]。本發明採用的另一技術方案是一種道路指路標誌的快速定位系統，該系統包括
獲取單元，用於獲取道路圖像；
分割單元，用於將獲取的道路圖像分割成上、下兩部分圖像；
區域獲取單元，用於採用基於RGB顏色模型的藍色檢測模型，對上部分圖像進行有效候選區域的獲取；
定位單元，用於對獲取的有效候選區域進行水平長直線檢測，進而定位指路標誌。進一步，所述區域獲取單元包括
顏色分割模塊，用於採用基於RGB顏色模型的藍色檢測模型對上部分圖像進行顏色分割後二值化，進而得到顏色分割效果去噪模塊，用於通過形態學處理對顏色分割效果圖進行去噪；
提取區域模塊，用於對顏色分割效果圖進行連通域搜索，並結合連通域提取算法和投影邊界，對搜索到的連通域進行截取，得到候選區域；
篩選模塊，用於對候選區域進行面積判斷，進而獲得滿足預設面積閾值條件的有效候選區域。進一步,所述定位單元包括
邊緣提取模塊，用於採用水平方向的Sobelh算子提取有效候選區域的水平邊緣； 直線檢測模塊，用於根據提取的有效候選區域的水平邊緣，採用Hough變換直線檢測技術檢測有效候選區域中是否存在滿足預設條件的目標水平長直線；
標誌定位模塊，用於當檢測到有效候選區域存在滿足預設條件的目標水平長直線時， 根據具有滿足預設條件的目標水平長直線的有效候選區域，定位指路標誌。本發明的有益效果是本發明一種道路指路標誌的快速定位方法，該方法採用直線特徵檢測替代傳統的矩形形狀特徵檢測，這樣能夠大大地縮短進行定位指路標誌這一過程的時間，而且魯棒性強，能夠降低各種遮擋和幹擾對定位指路標誌的影響，從而使定位指路標誌的準確性大大提高，得到理想的定位效果。本發明的另一有益效果是本發明一種道路指路標誌的快速定位系統，該系統採用直線特徵檢測替代傳統的矩形形狀特徵檢測，這樣能夠大大地縮短進行定位指路標誌這一過程的時間，而且抗擾性強，能夠抵抗各種遮擋和幹擾對定位指路標誌效果的影響，從而使定位指路標誌的準確性大大提高，得到理想的定位效果。
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步說明
圖I是本發明一種道路指路標誌的快速定位方法的方法步驟圖2是本發明一種道路指路標誌的快速定位方法的最優實施方法的步驟流程圖3是本發明一種道路指路標誌的快速定位系統的系統結構框圖。
具體實施例方式由圖I所示，一種道路指路標誌的快速定位方法，該方法步驟包括
A、獲取道路圖像；
B、將獲取的道路圖像分割成上、下兩部分圖像；
C、採用基於RGB顏色模型的藍色檢測模型，對上部分圖像進行有效候選區域的獲取；
D、對獲取的有效候選區域進行水平長直線檢測，進而定位指路標誌。由圖2所示，本發明一種快速定位道路指路標誌的最優實施方式的步驟流程包括
51、獲取道路圖像；
52、將獲取的道路圖像分割成上、下兩部分圖像，由於指路標誌的成像在獲取的道路圖像的上部分，因此，只對上部分圖像進行檢測處理以及定位；
53、採用基於RGB顏色模型的藍色檢測模型對上部分圖像進行顏色分割後二值化，進而得到顏色分割效果圖，因此，所述的顏色分割效果圖是二值圖，另外，若上部分圖像存在符合藍色檢測模型的像素點，那麼進行二值化後，顏色分割效果圖中符合藍色檢測模型的像素點是白色像素點；
54、通過形態學處理對顏色分割效果圖進行去噪，所述的形態學處理包括腐蝕膨脹；
55、對顏色分割效果圖進行連通域搜索，並結合連通域提取算法和投影邊界，對搜索到的連通域進行截取，得到候選區域；
56、由於候選區域中仍可能存在一些白色的噪點或無效色塊，因此需要對候選區域進行面積判斷，從而只提取滿足預設面積閾值條件的有效候選區域，所述提取的有效候選區域中存有指路標誌的成像，另外，由於顏色分割效果圖是二值圖，因此有效候選區域也是二值57、採用水平方向的Sobelh算子提取有效候選區域的水平邊緣；
58、根據提取的有效候選區域的水平邊緣，採用Hough變換直線檢測技術檢測判斷有效候選區域是否存在滿足預設條件的目標水平長直線；
59、當檢測到有效候選區域存在滿足預設條件的目標水平長直線時，根據具有滿足預設條件的目標水平長直線的有效候選區域，定位指路標誌。
在上述最優實施方式的步驟S3中所述的基於RGB顏色模型的藍色檢測模型是根據藍色的R、G、B三通道之間的關係進行建立的，而該關係是通過實地採集樣本道路圖像， 對樣本道路圖像中指路標誌的藍色區域的R、G、B三通道之間的區域矩陣進行關係分析，從而得出的。該關係包括(DB通道的值是最大的，且B通道的值大於80 ; (2)R通道的值小於G通道的值；(3) (B-G)+ (B-R)的值大於100 ;(4)G-R的絕對值小於80。根據上述藍色的R、G、B三通道之間的關係可得到如下公式
權利要求
1.一種道路指路標誌的快速定位方法，其特徵在於該方法步驟包括A、獲取道路圖像；B、將獲取的道路圖像分割成上、下兩部分圖像；C、採用基於RGB顏色模型的藍色檢測模型，對上部分圖像進行有效候選區域的獲取；D、對獲取的有效候選區域進行水平長直線檢測，進而定位指路標誌。
2.根據權利要求I所述一種道路指路標誌的快速定位方法，其特徵在於所述步驟C 包括Cl、採用基於RGB顏色模型的藍色檢測模型對上部分圖像進行顏色分割後二值化，進而得到顏色分割效果圖；C2、通過形態學處理對顏色分割效果圖進行去噪；C3、對顏色分割效果圖進行連通域搜索，並結合連通域提取算法和投影邊界，對搜索到的連通域進行截取，得到候選區域；C4、對候選區域進行面積判斷，進而獲得滿足預設面積閾值條件的有效候選區域。
3.根據權利要去I所述一種道路指路標誌的快速定位方法，其特徵在於所述步驟C 中基於RGB顏色模型的藍色檢測模型是根據藍色的R、G、B三通道之間的關係進行建立的， 該關係包括B通道的值是最大的，且B通道的值大於80 ；R通道的值小於G通道的值；(B-G)+(B-R)的值大於 100 ；G-R的絕對值小於80。
4.根據權利要求I所述一種道路指路標誌的快速定位方法，其特徵在於所述步驟D 包括D1、採用水平方向的Sobelh算子提取有效候選區域的水平邊緣；D2、根據提取的有效候選區域的水平邊緣，採用Hough變換直線檢測技術檢測有效候選區域中是否存在滿足預設條件的目標水平長直線；D3、當檢測到有效候選區域中存在滿足預設條件的目標水平長直線時，根據具有滿足預設條件的目標水平長直線的有效候選區域，定位指路標誌。
5.根據權利要求4所述一種道路指路標誌的快速定位方法，其特徵在於在所述步驟 D2中所述的預設條件包括水平長直線的長度閾值以及水平長直線的允許角度誤差變化範圍。
6.根據權利要求5所述一種道路指路標誌的快速定位方法，其特徵在於所述的允許角度誤差變化範圍是[_5°，5°]。
7.根據權利要求5所述一種道路指路標誌的快速定位方法，其特徵在於所述長度閾值是大於最小有效候選區域長度的四分之三。
8.—種道路指路標誌的快速定位系統，其特徵在於該系統包括獲取單元，用於獲取道路圖像；分割單元，用於將獲取的道路圖像分割成上、下兩部分圖像；區域獲取單元，用於採用基於RGB顏色模型的藍色檢測模型，對上部分圖像進行有效候選區域的獲取；定位單元，用於對獲取的有效候選區域進行水平長直線檢測，進而定位指路標誌。
9.根據權利要求8所述一種道路指路標誌的快速定位系統，其特徵在於所述區域獲取單元包括顏色分割模塊，用於採用基於RGB顏色模型的藍色檢測模型對上部分圖像進行顏色分割後二值化，進而得到顏色分割效果圖；去噪模塊，用於通過形態學處理對顏色分割效果圖進行去噪；提取區域模塊，用於對顏色分割效果圖進行連通域搜索，並結合連通域提取算法和投影邊界，對搜索到的連通域進行截取，得到候選區域；篩選模塊，用於對候選區域進行面積判斷，進而獲得滿足預設面積閾值條件的有效候選區域。
10.根據權利要求8所述一種道路指路標誌的快速定位系統，其特徵在於所述定位單元包括邊緣提取模塊，用於採用水平方向的Sobelh算子提取有效候選區域的水平邊緣； 直線檢測模塊，用於根據提取的有效候選區域的水平邊緣，採用Hough變換直線檢測技術檢測有效候選區域中是否存在滿足預設條件的目標水平長直線；標誌定位模塊，用於當檢測到有效候選區域中存在滿足預設條件的目標水平長直線時，根據具有滿足預設條件的目標水平長直線的有效候選區域，定位指路標誌。
全文摘要
本發明公開了一種道路指路標誌的快速定位方法以及系統，該系統包括獲取單元、分割單元、區域獲取單元以及定位單元。該方法是，首先獲取道路圖像，然後將獲取的道路圖像分割成上、下兩部分圖像，跟著採用基於RGB顏色模型的藍色檢測模型，對上部分圖像進行有效候選區域的獲取，最後對獲取的有效候選區域進行水平長直線檢測，進而定位指路標誌。通過使用本發明，由於本發明採用直線特徵檢測替代傳統的矩形形狀特徵檢測，因此能夠大大地縮短進行定位指路標誌這一過程的時間，而且魯棒性大大提高。本發明作為一種道路指路標誌的快速定位方法以及系統廣泛應用在交通標誌識別領域中。
文檔編號G06K9/46GK102609702SQ201210024099
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月3日 優先權日2012年2月3日
發明者李熙瑩, 王鎮波, 羅玲, 陳玲 申請人:中山大學