[发明专利]一种航拍公路图像的公路定位方法

权利要求书

1.一种航拍公路图像的公路定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：对公路进行航拍，得到航拍图像，对航拍图像进行预处理，得到待检测的规范化图像，并输入图像基本信息，所述图像基本信息包括公路的数量、每条公路的宽度、现实中对应的公路宽度、公路标线的颜色及宽度；

步骤S2：利用Hough变换方法定位规范化图像中的最长直线，依据所述最长直线的倾斜角度将规范化图像旋正；

步骤S3：从旋正的规范化图像中获取颜色信息和梯度信息，根据所述颜色信息以及梯度信息粗分割出公路区域；

步骤S4：根据步骤S3得到的粗分割出的公路区域以及步骤S1输入的图像基本信息，定位图像内所有符合步骤S1中输入的公路标线的颜色以及宽度条件的白色标线，从所述白色标线中筛选出所有符合步骤S1中输入的公路的宽度条件的拟公路区域；

步骤S5：对于所有的拟公路区域，计算步骤S3粗分割出的公路区域的像素个数以及公路区域占比，将公路区域占比按由大到小排序，并结合步骤S1中输入的公路的数量，得到最终定位结果；

其中，所述步骤S3粗分割出公路区域的方法包括：

步骤S31：对规范化图像进行复制，得到复制图像，所述复制图像用于绘制梯度与颜色检测结果；

步骤S32：用竖向Sobel算子对规范化图像进行边缘检测，得到梯度图像；

步骤S33：利用滑动窗口从所述梯度图像中提取局部梯度信息，所述滑动窗口的大小为白色标线宽度的两倍；

步骤S34：对于所述局部梯度信息，计算平均梯度同时统计梯度大于50的像素点的比例，如果平均梯度大于20，并且梯度大于50的像素点的比例大于30％，则在所述复制图像的对应滑动窗口位置的像素值设置为0，判定此处不是公路区域；

步骤S35：对图像进行颜色检验，对于不符合公路颜色条件的像素点，在所述复制图像中对应的像素位置的像素值设置为0；

步骤S36：对处理后的图像进行形态学闭操作，得到更完整的公路区域；

步骤S37：对步骤S36的结果进行竖向投影，以图像高度的50％为阈值，得到符合步骤S1中输入的公路的宽度条件的所有区域中的最左边与最右边位置，并将最左边向左外扩5％的宽度，最右边向右外扩5％的宽度，得到粗分割公路区域。

2.根据权利要求1所述的航拍公路图像的公路定位方法，其特征在于，所述步骤S1中预处理的步骤包括：手动筛选航拍图像中公路为上下方向且倾斜角度小于45度的航拍图像；然后将筛选出来的航拍图像按等比例缩放到宽度为2000像素，并记录缩放比例。

3.根据权利要求1或2所述的航拍公路图像的公路定位方法，其特征在于，所述步骤S2的方法为：对规范化图像进行灰度化；利用Canny算子进行边缘检测；利用Hough变换方法检测直线，检测直线角度范围为-45度到45度，并从检测到的直线中筛选出最长直线；计算所述最长直线的倾斜角度；将规范化图像反向旋转倾斜角度至公路在图像中竖直分布。

4.根据权利要求1所述的航拍公路图像的公路定位方法，其特征在于，所述步骤S35中公路颜色条件为：R、G、B三通道的灰度值相差小于25，且R、G、B三分量的最小值大于70。

5.根据权利要求1或2所述的航拍公路图像的公路定位方法，其特征在于，步骤S4具体包括：

步骤S41，根据步骤S3得到的粗分割公路区域结果，在旋正的规范化图像中分割出相应区域作为精确定位区域；

步骤S42，利用竖向Sobel算子对步骤S41分割的精确定位区域进行边缘检测；

步骤S43，利用Hough变换方法对图像进行直线检测，Hough变换检测角度在-5度到5度之间；

步骤S44，对步骤S43检测到的直线进行归类，将直线间角度差小于5度且截距小于25像素的直线归为一类，根据直线的归类结果，计算等效直线方程以及等效直线的宽度和颜色；

步骤S45，根据等效直线的长度、倾斜角度、宽度以及颜色筛选出公路白色标线；

步骤S46，根据步骤S1中输入的图像基本信息中的每条公路的宽度对步骤S45找到的白色标线进行道路的宽度筛选，找到所有符合公路宽度的直线对，每对直线中间区域作为拟公路区域。