基于車道等寬線的測距方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于車道等寬線的測距方法，首先采集目標車道圖像，為車道圖像建立坐標系，以車道延伸方向為X軸，與車道延伸方向相垂直的方向為Y軸；然后，確定車道圖像中像素與所述像素對應的實際距離的關(guān)系，建立車道圖像中像素與所述像素對應的實際距離之間的關(guān)系方程，利用車道寬度相等的特點，確定多個等分點，繪制等寬線，再利用最小二乘法求得關(guān)系方程中的未知數(shù)；最后根據(jù)待測距離圖像的起點坐標和終點坐標，借助關(guān)系方程求出兩點在X軸方向的實際距離和Y軸方向的實際距離。本發(fā)明專利技術(shù)無需其他輔助工具，僅需通過車道圖像和現(xiàn)場測量實際車道寬度即可測算車道圖像中兩點之間的距離，測算方便、快捷、測算精度高。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種基于車道等寬線的測距方法，屬于交通道路檢測

技術(shù)介紹
在交通環(huán)境中，由于道路環(huán)境復雜，監(jiān)控對象運動頻繁等因素，通過監(jiān)控圖像獲取目標距離、尺寸等信息較難，如果添加額外傳感器會導致交通監(jiān)控系統(tǒng)成本增加，同時由于我國較為復雜的交通現(xiàn)狀，通過量測設(shè)備，對于不同目標測量的數(shù)據(jù)，存在匹配問題，很多時候仍然需要人工二次操作。目前單純依靠圖像進行距離信息的測量，尚無良好的解決方法。大多通過設(shè)置預先測量好的標定點，做大致估計，測量精度與操作靈活性受很大限制。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于車道等寬線的測距方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中根據(jù)車道監(jiān)控圖像測距測量精度低、測量不便的技術(shù)問題。 為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：基于車道等寬線的測距方法，包括如下步驟： 步驟一：采集目標車道圖像，建立車道圖像坐標系：以車道延伸方向為X軸，與車道延伸方向相垂直的方向為Y軸； 步驟二：確定車道圖像中像素與所述像素對應的實際距離的關(guān)系：假設(shè)車道圖像中像素與所述像素對應的實際距離之間滿足關(guān)系方程ya＝A(xa)＝a0xa3+b0xa2+c0xa+d0,其中自變量xa為車道圖像中像素的X軸坐標，因變量ya為所述像素對應的實際距離； 步驟三：從車道圖像中找出待測距離圖像的起點M的坐標(xm,ym)，終點N的坐標(xn,yn)，則M點和N點沿X軸方向的實際距離沿Y軸方向的實際距離 S y = A ( x m + x n 2 ) · | y m - y n | . ]]> 所述關(guān)系方程A(xa)＝a0xa3+b0xa2+c0xa+d0中未知參數(shù)a0、b0、c0、d0的求解步驟如下： 1)確定車道線方程：假設(shè)車道圖像上的兩條車道線方程的形式均為：y＝f(x)＝ax3+bx2+cx+d，分別求出左車道線方程f1(x)＝a1x3+b1x2+c1x+d1和右車道線方程f2(x)＝a2x3+b2x2+c2x+d2； 2)計算車道圖像中車道線的總長L：設(shè)左車道線的起點為O1(xo1,yo1)，終點為P1(xp1,yp1),右車道線的起點為O2(xo2,yo2)，終點為P2(xp2,yp2)，則左車道線的總長為 L 1 = ∫ x o 1 x p 1 1 + f 1 ′ 2 ( x ) dx , ]]>右車道線的總長為 L 2 = ∫ x o 2 x p 2 1 + f 2 ′ 2 ( x ) dx ; ]]> 3)確定n個等分點，繪制n條等寬線：在左車道線和右車道線上分別確定n個等分點，則左車道線上等分點的步長為T1＝L1/n，右車道線上等分點的步長為T2＝L2/n；將左車道線上的第i個等分點與右車道上的第i個等分點連線，得到n條等寬線，計算每條等寬線所占像素長度l,分別記為：l1、l2、l3……ln，其中，i為l到n的整數(shù)； 4)利用最小二乘法求解A(xa)中的未知參數(shù)：以第j條等寬線的中點為采樣點，其橫坐標為x1j為第j個等分點在左車道線上的橫坐標，x2j為第j個等分點在右車道線上的橫坐標；測量實際車道上的左車道線和右車道線的距離S，則第j條等寬線上一個像素所對應的實際距離將xj、yj代入方程ya＝A(xa)＝a0xa3+b0xa2+c0xa+d0中，利用最小二乘法求解A(xa)中的未知參數(shù)a0、b0、c0、d0；其中j為l到n的整數(shù)。 車道線方程y＝f(x)＝ax3+bx2+cx+d中未知參數(shù)a、b、c、d的求解步驟如下：在同一車道線上手動選取m個點，利用最小二乘法對這些點進行擬合，求解相應車道線方程中的四個未知參數(shù)，從而確定車道線方程。 等寬線所占像素長度采用歐式距離算法計算得出。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)所達到的有益效果：無需其他輔助工具，僅需通過車道圖像和現(xiàn)場測量實際車道寬度即可測算車道圖像中兩點之間的距離，測算方便、快捷；通過車道圖像中像素與所述像素對應的實際距離進行距離運算，測算精度高。 附圖說明 圖1是本專利技術(shù)中車道圖像坐標系示意圖。 具體實施方式 下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本專利技術(shù)的技術(shù)方案，而不能以此來限制本專利技術(shù)的保護范圍。 如圖1所示，基于車道等寬線的測距方法，包括如下步驟： 步驟一：采集目標車道圖像，建立車道圖像坐標系：以車道延伸方向為X軸，與車道延伸方向相垂直的方向為Y軸。車道圖像的獲取可從現(xiàn)有的交通道路監(jiān)控系統(tǒng)中本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
基于車道等寬線的測距方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟一：采集目標車道圖像，建立車道圖像坐標系：以車道延伸方向為X軸，與車道延伸方向相垂直的方向為Y軸；步驟二：確定車道圖像中像素與所述像素對應的實際距離的關(guān)系：假設(shè)車道圖像中像素與所述像素對應的實際距離之間滿足關(guān)系方程ya＝A(xa)＝a0xa3+b0xa2+c0xa+d0,其中自變量xa為車道圖像中像素的X軸坐標，因變量ya為所述像素對應的實際距離；步驟三：從車道圖像中找出待測距離圖像的起點M的坐標(xm,ym)，終點N的坐標(xn,yn)，則M點和N點沿X軸方向的實際距離沿Y軸方向的實際距離Sy=A(xm+xn2)·|ym-yn|.]]>

【技術(shù)特征摘要】
1.基于車道等寬線的測距方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟一：采集目標車道圖像，建立車道圖像坐標系：以車道延伸方向為X
軸，與車道延伸方向相垂直的方向為Y軸；
步驟二：確定車道圖像中像素與所述像素對應的實際距離的關(guān)系：假設(shè)車
道圖像中像素與所述像素對應的實際距離之間滿足關(guān)系方程
ya＝A(xa)＝a0xa3+b0xa2+c0xa+d0,其中自變量xa為車道圖像中像素的X軸坐標，因
變量ya為所述像素對應的實際距離；
步驟三：從車道圖像中找出待測距離圖像的起點M的坐標(xm,ym)，終點N
的坐標(xn,yn)，則M點和N點沿X軸方向的實際距離沿Y軸方向
的實際距離 S y = A ( x m + x n 2 ) · | y m - y n | . ]]>2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于車道等寬線的測距方法，其特征在于，所
述關(guān)系方程A(xa)＝a0xa3+b0xa2+c0xa+d0中未知參數(shù)a0、b0、c0、d0的求解步驟如下：
1)確定車道線方程：假設(shè)車道圖像上的兩條車道線方程的形式均為：
y＝f(x)＝ax3+bx2+cx+d，分別求出左車道線方程f1(x)＝a1x3+b1x2+c1x+d1和右車道線方程f2(x)＝a2x3+b2x2+c2x+d2；
2)計算車道圖像中車道線的總長L：設(shè)左車道線的起點為O1(xo1,yo1)，終點
為P1(xp1,yp1),右車道線的起點為O2(xo2,yo2)，終點為P2(xp2,yp2)，則左車道線的總
長為 L 1 = ∫ x o 1 x p 1 1 + ...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉常德，徐貴力，李旭，程月華，
申請(專利權(quán))人：南京航空航天大學，南京茵默維電子科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32