道路方向識別的方法和裝置的製作方法

2023-08-06 15:08:51 1

專利名稱：道路方向識別的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及圖像處理領域，尤其涉及一種道路方向識別的方法和 裝置。
背景技術：
通常，實際中的道路總是千差萬別的。此外，道路附近常常存在 複雜的自然景物和建築物，以及，道路的車道標識不清晰和/或道路 中眾多的交通參與者(例如，車、自行車和行人等)，因此，道路狀況 比較複雜。
為此，人們想到了通過檢測道路方向來檢測道路的方案，如圖1
所示。專利文獻JP2003-228711A提出了一種車道線識別方法，其中， 通過識別道路的車道線來確定道路方向，從而實現道路檢測。其流程 如圖2所示。
然而，上述檢測道路方向的方法，非常依賴車道線的正確識別， 而且正確識別車道線需要很大運算量。

發明內容
考慮到現有技術的上述缺陷，本發明的目的在於提出一種道路方 向識別的方法和裝置，利用該方法和裝置，不需要正確識別出車道線， 基於候選車道線就能檢測出道路方向。
為了實現本發明的目的，按照本發明的一種道路方向識別的方
法，包括步驟計算從車載圖像攝取裝置所攝取的圖像中的消失線以
下部分中所提取的各個候選車道線在真實世界中的方向；計算所述圖 像中的多個方向區域的每一個方向區域D的候選車道線總長度，其 中，所述多個方向區域是通過劃分所述圖像中的方向得到的，所述方向區域D的候選車道線總長度等於所述各個候選車道線中在真實世
界中的方向位於所述方向區域D內的候選車道線的長度之和；以及， 將所述多個方向區域中所述計算的候選車道線總長度最大的方向區 域確定為所述圖像的道路方向。
為了實現本發明的目的，按照本發明的一種道路方向識別的裝 置，包括方向計算模塊，用於計算從車載圖像攝取裝置所攝取的圖 像中的消失線以下部分中所提取的各個候選車道線在真實世界中的 方向；總長度計算模塊，用於計算所述圖像中的多個方向區域的每一 個方向區域D的候選車道線總長度，其中，所述多個方向區域是通 過劃分所述圖像中的方向得到的，所述方向區域D的候選車道線總 長度等於所述各個候選車道線中在真實世界中的方向位於所述方向 區域D內的候選車道線的長度之和；以及，確定模塊，用於將所述 多個方向區域中所述計算的候選車道線總長度最大的方向區域確定 為所述圖像的道路方向。
由上述可見，本發明不需要正確識別出車道線，基於候選車道線 就能檢測出道路方向。


本發明的其它特徵、目的和優點將通過以下結合附圖的描述變得 更加顯而易見。其中
圖1示出現有技術的通過檢測道路方向來檢測道路的示意圖。 圖2示出現有技術的一種道路方向檢測方法的示意圖。
圖3示出本發明的思想的流程示意圖。
圖4示出了按照本發明一個實施例的道路方向識別的方法流程圖。
圖5a示出了按照本發明一個實施例的方向區域的示意圖。 圖5b示出了按照本發明一個實施例的候選車道線的示意圖。 圖6示出了按照本發明一個實施例的候選車道線在真實世界中的方向的計算方法的流程圖。
圖7示出了按照本發明一個實施例的道路方向識別的裝置的示意圖。
具體實施例方式
本發明的思想如圖3所示，g卩從安裝在車輛上的圖像攝取裝置 (以下簡稱為車載圖像攝取裝置)所攝取的圖像中的消失線以下部分 中，提取候選車道線，並根據該提取的候選車道線來計算道路方向。 在這裡，所依據的自然規律是所攝取的圖像中的消失線以下部分大 部分都是道路區域的圖像，利用"道路區域內代表道路方向的線，如 車道線，路肩石，護欄等， 一般沿著整個道路修建，本身長度很長" 這一特徵，在此區域提取候選車道線，並且如果在某一方向區域內累 加的候選車道線總長度最長，則該方向區域能代表道路方向。
下面將參考附圖來詳細描述本發明的各個實施例。
圖4示出了按照本發明一個實施例的道路方向識別的方法流程 圖。如圖4所示，首先，將安裝在車輛上的攝像機所獲取的圖像中的
方向劃分成三個方向區域(步驟S100)。在這個實施例中，如圖5a 所示，這個三個方向區域分別是圖像中的左前側方向區域、正前方向 區域和右前側方向區域，其中，左前側方向區域包括方向角為0°-60 °的方向，正前方向區域包括方向角為60°-120°的方向，以及右前側 方向區域包括方向角為120°-180°的方向。
接著，計算從所述攝取的圖像中的消失線以下部分中提取的各個 候選車道線在真實世界中的方向(步驟S110)。候選車道線在真實世 界中的方向的計算將在下面結合圖6詳細描述。
在這個實施例中，可以使用現有的和將來發明出來的各種方法來 從圖像中的消失線以下部分中提取候選車道線(或者稱為疑似車道線)。例如，可以利用日本專利申請JP2007-179386所公開的白線識 別方法和裝置方法來從圖像中提取候選車道線，在該方法中，首先基 於車道線(白線)的亮度通常較兩側地面亮度高的特點將圖像二值化， 然後通過邊緣檢測和hough提取直線的方法得到候選車道線(疑似車 道線)。又例如，可以利用日本專利申請JP2004-240636所公開的檢 測白線的方法來從圖像中提取候選車道線，在該方法中，首先對圖像 執行邊緣處理以檢測邊緣部分，然後從該提取的邊緣部分中提取白線 候選點並對這些白線候選點執行噪聲去除，最後基於這些白線候選點 形成候選車道線。在這裡，以參考的方式插入日本專利申請 JP2007-179386和JP2004-240636的所有內容。圖5b示出了按照本發 明一個實施例的候選車道線的示意圖。如5b所示，箭頭①②③所指 示的線段是候選車道線，而箭頭④⑤⑥所指示的線段屬於背景幹擾 線，不是候選車道線。
然後，確定在真實世界中的方向位於各個方向區域的候選車道線 (步驟S120)。即，確定在真實世界中的方向位於左前側方向區域的 候選車道線，在真實世界中的方向位於正前方向區域的候選車道線， 以及在真實世界中的方向位於右前側方向區域的候選車道線。
例如，假設候選車道線CIO、 C20和C30在真實世，的方向分別 為30°、 100°和150°，那麼候選車道線C10位於左前側方向區域，候 選車道線C20位於正前方向區域和候選車道線C30位於右前側方向 區域。
接著，分別計算各個方向區域的候選車道線總長度(步驟S130)。 即，計算在真實世界中的方向位於左前側方向區域的候選車道線的長 度之和作為左前側方向區域的候選車道線總長度，計算在真實世界中 的方向位於正前方向區域的候選車道線的長度之和作為正前方向區 域的候選車道線總長度，以及，計算在真實世界中的方向位於右前側 方向區域的候選車道線的長度之和作為右前側方向區域的候選車道 線總長度。例如，假設僅候選車道線C10、 C14和C18位於左前側方向區域， 僅候選車道線C20、 C24和C28位於正前方向區域，以及，僅候選車 道線C30、 C34和C38位於右前側方向區域，那麼左前側方向區域的 候選車道線總長度等於三個候選車道線C10、C14和C18的長度之和， 正前方向區域的候選車道線總長度等於三個候選車道線C20、 C24和 C28的長度之和，以及右前側方向區域的候選車道線總長度等於三個 候選車道線C30、 C34和C38的長度之和。
最後，將所計算的候選車道線總長度最大的方向區域確定為圖像 中的道路方向(步驟S140)。例如，假設左前側方向區域的候選車道 線總長度為30，正前方向區域的候選車道線總長度為45，以及，右 前側方向區域的候選車道線總長度為38，那麼與其它兩個方向區域 的候選車道線總長度相比，正前方向區域的候選車道線總長度最大， 從而，正前方向區域被確定為圖像中的道路方向。
本領域技術人員應當理解，雖然在上述實施例中，圖像中的方向 被劃分成三個方向區域，然而，本發明並不局限於此。在本發明的其 它一些實施中，圖像中的方向可以被劃分成兩個方向區域或三個以上 方向區域。
圖6示出了按照本發明一個實施例的候選車道線在真實世界中 的方向的計算方法的流程圖。如圖6所示，首先，利用攝像機標定方 法來計算圖像中的每一個候選車道線的兩個端點分別在真實世界中 的坐標(步驟S310)。本領域技術人員應當理解，利用攝像機標定方 法來計算圖像中的各個點在真實世界中的坐標是本領域的公知技術 (參見人民郵電出版社出版的書號為711511496X的《圖像處理分析 與機器視覺(第二版)》，因此在此省略對其的描述。
接著，利用所計算的每一個候選車道線的兩個端點分別在真實世 界中的坐標，計算每一個候選車道線在真實世界中的斜率(步驟
9S320)。
最後，根據所計算的每一個候選車道線在真實世界中的斜率，計 算每一個候選車道線在真實世界中的方向角，從而計算得到每一個候 選車道線在真實世界中的方向(步驟S330)。
本領域技術人員應當理解，雖然在上面的實施例中，使用攝像機 作為車載圖像攝取裝置來獲取圖像，然而，本發明並不局限於此。在 本發明的其它實施例中，車載圖像攝取裝置還可以是照相機等。
在上面的各個實施例中，基於候選車道線來識別道路方向，由於 不需要正確識別車道線，因此，減少了計算量，提高了道路方向的識 別速度。
由於不需要正確識別車道線，因此與常用的基於車道線識別的結 果計算出道路方向的方法相比，可以在車道線識別之前使用，對後續 的車道線識別等其它識別系統提供支持，適用範圍更廣。
上述各個實施例中的方法，可以利用軟體、硬體或者軟硬體結合 的方式來實現。
圖7示出了按照本發明一個實施例的道路方向識別的裝置的示 意圖。如圖7所示，道路方向識別的裝置70包括方向計算模塊701、 總長度計算模塊705和確定模塊709。
其中，方向計算模塊701計算從車載圖像攝取裝置所攝取的圖像 中的消失線以下部分中所提取的各個候選車道線在真實世界中的方 向。總長度計算模塊705計算所述圖像中的多個方向區域的每一個方 向區域D的車道線總長度，其中，所述多個方向區域是通過劃分所 述圖像中的方向得到的，所述方向區域D的車道線總長度等於所述 各個候選車道線中在真實世界中的方向 於所述方向區域D內的候 選車道線的長度之和。確定模塊709將所述多個方向區域中所述計算的車道線總長度最大的方向區域確定為所述圖像的道路方向。
其中，方向計算模塊701進一步包括坐標計算模塊7011、斜 率計算模塊7013和方向角計算模塊7015。坐標計算模塊7011計算 利用攝像機標定方法來所述各個候選車道線的每一個的兩個端點分 別在真實世界中的坐標。斜率計算模塊7013基於所述各個候選車道 線的每一個的兩個端點分別在真實世界中的坐標，計算所述各個候選 車道線的每一個在真實世界中的斜率。方向角計算模塊7015基於所 述各個候選車道線的每一個在真實世界中的斜率，計算所述各個候選 車道線的每一個在真實世界中的方向角，作為所述各個候選車道線的 每一個在真實世界中的方向。
本領域技術人員應當理解，本發明的各個實施例所公開的道路方 向識別的方法和裝置，可以在不偏離發明實質的情況下做出各種變 形、變化和修改，因此，本發明的保護範圍由所附的權利要求書來限定。
權利要求
1、一種道路方向識別的方法，包括步驟計算從車載圖像攝取裝置所攝取的圖像中的消失線以下部分中所提取的各個候選車道線在真實世界中的方向；計算所述圖像中的多個方向區域的每一個方向區域D的候選車道線總長度，其中，所述多個方向區域是通過劃分所述圖像中的方向得到的，所述方向區域D的候選車道線總長度等於所述各個候選車道線中在真實世界中的方向位於所述方向區域D內的候選車道線的長度之和；以及將所述多個方向區域中所述計算的候選車道線總長度最大的方向區域確定為所述圖像的道路方向。
2、 如權利要求1所述的方法，其中，計算從車載圖像攝取裝置 所攝取的圖像中的消失線以下部分中所提取的各個候選車道線在真 實世界中的方向的步驟進一步包括計算所述各個候選車道線的每一個的兩個端點分別在真實世界 中的坐標；基於所述各個候選車道線的每一個的兩個端點分別在真實世界 中的坐標，計算所述各個候選車道線的每一個在真實世界中的斜率； 以及基於所述各個候選車道線的每一個在真實世界中的斜率，計算所 述各個候選車道線的每一個在真實世界中的方向角，作為所述各個候 選車道線的每一個在真實世界中的方向。
3、 如權利要求2所述的方法，其中，計算所述各個候選車道線 的每一個的兩個端點分別在真實世界中的坐標的步驟進一步包括利用攝像機標定方法來計算所述各個候選車道線的每一個的兩 個端點分別在真實世界中的坐標。
4、 如權利要求l所述的方法，其中，所述多個方向區域包括所 述圖像中的左前側方向區域、正前方向區域和右前側方向區域。
5、 一種道路方向識別的裝置，包括方向計算模塊，用於計算從車載圖像攝取裝置所攝取的圖像中的 消失線以下部分中所提取的各個候選車道線在真實世界中的方向；總長度計算模塊，用於計算所述圖像中的多個方向區域的每一個 方向區域D的候選車道線總長度，其中，所述多個方向區域是通過 劃分所述圖像中的方向得到的，所述方向區域D的候選車道線總長 度等於所述各個候選車道線中在真實世界中的方向位於所述方向區 域D內的候選車道線的長度之和；以及確定模塊，用於將所述多個方向區域中所述計算的候選車道線總 長度最大的方向區域確定為所述圖像的道路方向。
6、 如權利要求5所述的裝置，其中，所述方向計算模塊進一步 包括坐標計算模塊，用於計算所述各個候選車道線的每一個的兩個端點分別在真實世界中的坐標；斜率計算模塊，用於基於所述各個候選車道線的每一個的兩個端點分別在真實世界中的坐標，計算所述各個候選車道線的每一個在真 實世界中的斜率；以及方向角計算模塊，用於基於所述各個候選車道線的每一個在真實 世界中的斜率，計算所述各個候選車道線的每一個在真實世界中的方 向角，作為所述各個候選車道線的每一個在真實世界中的方向。
7、 如權利要求6所述的裝置，其中，所述坐標計算模塊利用攝 像機標定方法來計算所述各個候選車道線的每一個的兩個端點分別 在真實世界中的坐標。
8、 如權利要求5所述的裝置，其中，所述多個方向區域包括所述圖像中的左前側方向區域、正前方向區域和右前側方向區域。
全文摘要
本發明涉及一種道路方向識別的方法和裝置，該方法包括步驟計算從車載圖像攝取裝置所攝取的圖像中的消失線以下部分中所提取的各個候選車道線在真實世界中的方向；計算所述圖像中的多個方向區域的每一個方向區域D的候選車道線總長度，其中，所述多個方向區域是通過劃分所述圖像中的方向得到的，所述方向區域D的候選車道線總長度等於所述各個候選車道線中在真實世界中的方向位於所述方向區域D內的候選車道線的長度之和；以及，將所述多個方向區域中所述計算的候選車道線總長度最大的方向區域確定為所述圖像的道路方向。利用該方法和裝置，不需要正確識別出車道線，基於候選車道線就能檢測出道路方向。
文檔編號G06K9/00GK101639893SQ20081014520
公開日2010年2月3日 申請日期2008年7月31日 優先權日2008年7月31日
發明者威 劉, 淮 袁, 博 鄒 申請人:東軟集團股份有限公司;阿爾派株式會社