[发明专利]基于逆透视投影和车道距离约束的车道定位方法

权利要求书

1.一种基于逆透视投影和车道距离约束的车道定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)通过车载摄像机获取车辆前方的道路视频图像，并对其进行灰度化和中值滤波，得到预处理图像P；

(2)构建摄像机透视成像模型：

以摄像机在地面上的垂直投影点为世界坐标系的原点O_w，车辆中轴线为y_w轴，y_w轴正方向指向车辆前进的方向，车辆横向为x_w轴，x_w轴正方向指向车辆右边，z_w轴正方向垂直路面向，建立世界坐标系O_w-x_wy_wz_w，(x_w,y_w,0)^T表示世界坐标系点；以图像左上方顶点为原点O，横向为u轴，u轴正方向指向图像右方，纵向为v轴，v轴正方向指向图像下方，建立图像坐标系O-uv，(u,v)^T表示图像坐标系上的点，得到世界坐标系点(x_w,y_w,0)^T到图像坐标系点(u,v)^T的透视成像模型如下：

其中，h是摄像机距离地面的高度，θ是摄像机的俯仰角，f_x是摄像机在x方向的等效焦距，f_y是摄像机在y方向的等效焦距，u₀是摄像机光心的横坐标，v₀是摄像机光心的纵坐标，z_c是归一化系数；

(3)利用透视成像模型，将预处理图像P转换为俯视图A，并对俯视图A依次进行二值化、边缘检测和Hough变换，从中检测出车道标志线L_i,i＝1,2,3…以及车道标志线L_i与俯视图A底部边界的交点横坐标x_i；

(4)比较x_i与图像中轴线横坐标x_M的大小，划分左、右车道标志线，计算x_i与x_M的距离dl_i，取出左车道标志线对应dl_i的最小值dl_min和右车道标志线对应dr_i的最小值dr_min；

(5)将dl_min和dr_min分别与半车身宽度W进行比较，判断车辆是否处于压线状态，并计算压线状态起始时刻车辆在车道内的位置s和终止时刻车辆在车道内的位置e；记车辆的压线状态为t；

(6)在车辆压线状态终止时刻，比较车辆压线状态起始时刻在车道内的位置s和终止时刻车辆在车道内的位置e的大小，得到车道横向偏移量c：

若s＞e，则c＝1；

若s＜e，则c＝-1；

若s＝e，则c＝0；

(7)将车辆上一时刻的车道位置k'加上车道横向偏移量c，得到车辆当前车道位置k，k＝k'+c。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)中比较x_i与图像中轴线横坐标x_M的大小，划分左、右车道标志线，其实现如下：

若x_i＜x_M，则该车道标志线L_i为左车道标志线，x_i∈L_left；

若x_i≥x_M，则该车道标志线L_i为右车道标志线，x_i∈L_right；

其中，L_left为左车道标志线集合，L_right为右车道标志线集合。