[发明专利]车道线检测方法、系统、车道偏离预警方法及系统

权利要求书

1.一种车道线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集包含车辆所在车道的左右车道线的图像；

S2、提取上述图像中的车道边缘目标点；

S3、对提取的车道边缘目标点进行透视变换；

S4、通过霍夫变换检测上述车道边缘目标点所构成的直线，从而得到车道线；

其中，所述步骤S3具体为：

假设道路为平面，以摄像头光心O为原点建立世界坐标系；其中，直线O₁O₄为摄像头光轴，平面O₁M′N′代表摄像头成像平面，焦距为f，平面MNPH表示当前路面，MN代表外车道线，M′、N′分别是该车道线上两点在成像平面上的像点；

假设车辆行驶方向与车道线平行，则摄像机光轴O₁O₄与路面MNPH及车道线平行，摄像机安装高度为h＝O₂P＝O₃H；设点M、N在x轴上的坐标为-d，在z轴上的坐标分别为m、n，则在世界坐标系中M、N的坐标为：M(-d，-h，m)，N(-d，-h，n)；

根据摄像机成像原理可得成像平面上的像点M′、N′的坐标：M′(df/m，hf/m，-f)，N′(df/n，hf/n，-f)；

根据平面几何关系，得到车道线在图像上与x轴夹角α以及车道线的斜率k，其计算公式如下：

k＝(hf/m-hf/n)/(df/m-df/n)＝h/d；

α＝tan^-1k＝tan^-1(h/d)；

使用上式关系式计算得到的夹角α以及斜率k，对图像进行透视变换，从而实现了对提取的车道边缘目标点的透视变换。

2.根据权利要求1所述的车道线检测方法，其特征在于，步骤S1之后，步骤S2之前还包括图像预处理步骤：

利用高斯滤波器对上述图像进行去噪和平滑处理。

3.根据权利要求1所述的车道线检测方法，其特征在于，步骤S1具体为：

通过前视摄像头拍摄车辆前方包含车辆所在车道的左右车道线的图像，并将图像信号输入给视频解码器；

视频解码器将图像信号解码后输入控制单元，控制单元通过其上的视频输入接口采集上述的图像信号，并将采集到的图像信号存储在存储器中。

4.根据权利要求1所述的车道线检测方法，其特征在于，步骤S2提取上述图像中的车道边缘目标点是按照逐行提取目标点的方法实现。

5.根据权利要求4所述的车道线检测方法，其特征在于，步骤S2具体为：

首先，通过一维sobel算子进行横向边缘检测，检测出上述图像上第一行的边缘点；然后通过直方图二值化求出当前行的二值化阈值，在sobel检测出的边缘点的灰度值大于阈值时提取为图像上该行的车道边缘目标点；

以同样的方法得到图像上其它行的车道边缘目标点，从而得到车道线的所有车道边缘目标点。

6.根据权利要求1所述的车道线检测方法，其特征在于，步骤S4具体为：

将表示参数空间的极坐标a-p量化成多个相同的小格，根据表示图像空间的直角坐标X-Y中的每一点坐标(x，y)，依据公式p＝x*cos(a)+y*sin(a)对参数空间中80-100°角度内以小格的步长递进的各个极角a值，计算各个极径p值，所得值落入某个小格内，便使该小格的累加记数器加1；当直角坐标中全部的点都变换后，对小格进行检验，计数值最大的小格，其(a，p)值对应于直角坐标中所求直线，即检测到了车道线。