[发明专利]梯度点对约束下的复杂道路检测方法

权利要求书

1. 梯度点对约束下的复杂道路检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1.图像边缘检测；

利用Sobel算子和形态学滤波方法对原始图像进行边缘检测，得到二值化图像bw；

步骤2.基于梯度点对约束的中点提取；

定义梯度方向向左的梯度点为左梯度点，反之为右梯度点；在二值化图像bw中利用梯度点对约束提取车道中线点集的过程如下：

步骤2.1 提取一行中的左梯度点集                                               和右梯度点集；

步骤2.2 将G_left中的点和G_right中的点组成梯度点对，如果梯度点对的距离大于设定的阈值，则该梯度点对将被认为是有效的梯度点对，计算该梯度点对的中值作为该行车道中点的坐标，梯度点对间的距离作为该行车道宽度的估计；

步骤2.3 对每一行的梯度点集做步骤2.2处理，从而可以得到候选的车道宽度点集和车道中线点集；

步骤3.车道宽度及消失点坐标估计；

根据透视原理，图像坐标系下的车道宽度d和世界坐标系下的车道宽度D满足如下关系：

       (1)

其中, ，反映了车道宽度经透视变换后满足的约束关系；其中，f为摄像机的焦距，H是摄像机相对地面的高度，vp_y是两车道边界在图像中消失线的纵坐标值，r是图像空间中车道边界点的行坐标值；

对车道宽度候选点集Dis利用Hough变换公式(1)进行Hough变换，实现未知参数k和消失点vp_y的估计；

步骤4.线性双曲线车道模型参数估计；

设定线性双曲线模型公式如下：

    (2)

式中，a，b，c是线性双曲线模型的参数，u，r分别是图像空间中车道边界点的列坐标值和行坐标值，vp_y是车道线的消失点坐标值；,；在线性双曲线模型中，参数a反映了道路的弯曲程度，参数b反映了道路相对于图像坐标系原点的斜率，参数c是车道线与u轴的交点，参数vp_y反映了两侧车道线经透视变换后的交点；

在获得消失点坐标vp_y的基础上，根据公式(2)再次利用Hough变换公式(1)计算线性双曲线模型中的未知参数a，b，c；

步骤5.算法实现

假设检测到的车道中线点为，则车道的左侧边界点和右侧边界点可表示为：

       (3)

根据获得的车道宽度信息和车道中线信息，利用公式(3)实现不同道路环境下左右侧车道线的检测。