[发明专利]一种基于车道线模型的违法占用应急车道检测方法

权利要求书

1.一种基于车道线模型的违法占用应急车道检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)构建车道线模型；

(2)对当前帧高速公路视频图像进行处理,获取当前帧道路图像；

(3)对当前帧道路图像进行处理，获取当前帧道路二值图像；

(4)基于车道线模型，检测当前帧道路二值图像中的车道线位置，获取车道线边缘直线；

(5)判断获取的车道线边缘直线是实线还是虚线；

(6)若获取的车道线边缘直线只存在一条实线，则将其作为候选应急车道线边缘直线，若获取的车道线边缘直线存在多条实线，则将位于最右侧的一条作为候选应急车道线边缘直线；

(7)确定当前帧道路图像中的应急车道线边缘直线；

(8)基于应急车道线边缘直线，确定当前帧道路图像中的应急车道区域；

(9)基于车辆尾部分类器，在应急车道区域内进行车辆检测；

(10)对检测到的车辆进行车牌识别；

(11)保存车牌信息和相应的车辆视频图像；

步骤(4)中，所述基于车道线模型，检测当前帧道路二值图像中的车道线位置，获取车道线边缘直线，具体包括以下步骤：

a、根据以下公式对当前帧道路二值图像进行双线性插值，获得当前尺度因子下的道路二值图像：

其中，(x，y)表示待求灰度值f(x，y)的像素坐标，(x₁，y₁)、(x₂，y₁)、(x₁，y₂)、(x₂，y₂)分别表示距离像素坐标(x，y)最近的四个已知灰度值f(x₁，y₁)、f(x₂，y₁)、f(x₁，y₂)、f(x₂，y₂)的像素坐标；

b、将车道线模型按照一定步长在当前尺度下的道路二值图像上进行遍历，在遍历的每一个像素位置，按照以下公式计算相似度，相似度大于一定阈值的作为候选车道线位置，并按照当前尺度因子，将候选车道线位置逆向变换到原始尺度空间中：

其中，conf表示相似度，N表示车道线模型的像素数目，M(x，y)表示车道线模型上像素(x，y)处的灰度值，T(x+Δx，y+Δy)表示当前尺度因子下的道路二值图像上像素(x+Δx，y+Δy)处的灰度值，Δx、Δy分别表示当前遍历的像素位置相对于当前尺度因子下的道路二值图像左上角的偏移量；

c、改变尺度因子，重复步骤a～b，完成所有尺度因子下的道路二值图像的遍历搜索；

d、如果原始尺度空间下道路二值图像的某一个位置的候选车道线位置数目大于一定阈值，则将该位置确定为车道线位置；

e、获取每一个车道线位置区域的左边缘点集，再基于最小二乘法获取每一条车道线边缘直线；

f、对于两条不同的车道线边缘直线，依据二者的倾斜角度差值和最大间隔距离联合判断是否属于同一条直线，将属于同一条直线的进行合并。

2.根据权利要求1所述的基于车道线模型的违法占用应急车道检测方法，其特征在于，步骤(1)中，所述车道线模型是一个宽度为5W_s、高度为W_s的矩形区域，该矩形区域由位于两侧的宽度为2W_s、高度为W_s的黑色矩形区域和位于中间的宽度为W_s、高度为W_s的白色正方形区域构成，两侧的黑色矩形区域代表路面区域，中间的白色正方形区域代表车道线区域，W_s的值等于当前帧高速公路视频图像中车道线的最大宽度按照一定的缩放因子缩放后的0.7倍。

3.根据权利要求1所述的基于车道线模型的违法占用应急车道检测方法，其特征在于，步骤(2)中，所述对当前帧高速公路视频图像进行处理,获取当前帧道路图像，具体包括以下步骤：

a、将当前帧高速公路视频图像的上半部分去除，保留下半部分作为有效部分；

b、对有效部分按照一定的缩放因子进行缩放，并将缩放后得到的图像作为当前帧道路图像。