[发明专利]一种基于空中视野的曲折道路信息提取与表示方法

权利要求书

1.一种基于空中视野的曲折道路信息提取与表示方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：提取路面离散数据；

步骤B：对离散数据进行几何参数拟合；

步骤C：采用较少的几何数据完整的数学公式化表达复杂的道路曲线，辨识出基于复杂道路数学模型表达的几何参数并传给地面智能驾驶车辆；所述的步骤C包括以下几个子步骤：

C1：用直线、三次函数线、圆弧作为一个弯曲单元，其参数表示形式为{l,θ_c1,R,θ_s,θ_c2,±1}，其中l表示直线长度，θ_c1表示第一个三次函数回旋角度，R表示圆弧半径，θ_s表示圆弧偏转角度，θ_c2表示第二个三次函数回旋角度，±1表示左右偏转标志，将直线、三次函数、圆弧的参数以{l,θ_c1,R,θ_s,θ_c2,±1}的形式进行存储；

C2：将每六个这样参数{l,θ_c1,R,θ_s,θ_c2,±1}作为一组，多组按照顺序依次拟合拼接，得到曲率连续的复杂自由道路曲线，基于曲率连续的特点用较少的几何数据完整的数学公式化表达复杂的道路曲线；

C3：在拥有多帧图像的情况下，从中选取最优的参数组合，传给地面智能驾驶车辆。

2.根据权利要求1所述的一种基于空中视野的曲折道路信息提取与表示方法，其特征在于，所述的步骤A包括以下几个子步骤：

A1：利用无人机设备于某一高度获得空中全局视野视频流并获取道路所在区域图像信息；

A2：结合灰度值等级分级原理，利用灰度值的亮度等级不同，区分道路和周围杂质区域；

A3：运用形态学开运算，去除椒盐噪声，将道路区域和周围杂质区域分离；

A4：根据道路区域的面积最大或是道路区域的外围矩形在整图中的比例特征将道路轮廓提取出来，得到道路的RIO区域；

A5：利用拉普拉斯算子锐化纹理原理对道路RIO区域进行锐化，再利用二值化原理对道路区域和周围杂质区域离散点进行区分；

A6：根据区域内离散点疏密的特征提取路面的离散点，得到覆盖整个路面的离散数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于空中视野的曲折道路信息提取与表示方法，其特征在于，所述的步骤B包括以下几个子步骤；

B1：得到道路离散点后，对离散点做膨胀操作，将离散点融为以道路线为中心的连通区域，并对该区域提取骨架；

B2：利用霍夫变换原理从骨架图中提取直线，得到直线位置；

B3：将直线位置映射到离散数据中，在离散数据中利用最小二乘法拟合出直线段，两个直线段之间利用圆弧拟合，找到圆弧的位置；

B4：确定直线和圆弧位置后，利用三次函数拟合直线和圆弧的连接处，令三次函数的中心对称点位于直线上且与直线两侧均相切，另一侧与圆弧相接处与圆弧相切且曲率相等，实现曲率连续的道路拟合。