[发明专利]一种基于霍夫变换的车道偏离预警方法

权利要求书

1.一种基于霍夫变换的车道偏离预警方法，其特征在于，所述的车道偏离预警方法包括下列步骤：

S1、通过摄像头采集视频图像，分割感兴趣区域；

S2、对步骤S1中采集的视频图像进行预处理，包括图像灰度化、边缘检测、大津算法确定自适应阈值、图像二值化；

S3、对步骤S2中图像二值化后的边缘图像进行霍夫变换得到候选直线集，并根据斜率分为左、右车道线集；所述的步骤S3中，对于霍夫变换检测到的候选直线集，用极坐标参数空间中的(ρ,θ)参数表示，将极角θ为10°～70°范围内的直线归为左车道线集，极角θ为110°～170°范围内的直线归为右车道线集，其余直线删除；

S4、对步骤S3中得到的左、右车道线集利用灭点约束和随机样本一致性算法进行两次筛选，得到最佳的左右车道线；

S5、构建2个卡尔曼滤波器分别跟踪步骤S4中得到的最佳的左右车道线，并分别设置2个漏检帧计数器，在当前帧检测到车道线时，对应的漏检帧计数器复位，同时更新对应的卡尔曼滤波器；当无法检测到车道线时，便将对应的漏检帧计数器加一，当达到计数阀值T时，便认为该车道线已经丢失，冻结对应的卡尔曼滤波器；当车道线再次被检测到时，重新初始化对应的卡尔曼滤波器；

S6、在只能检测到一条车道线情况下，估算另外一条车道线的斜率；利用左右车道线斜率估算相对横向偏移及其变化趋势，根据相对横向偏移及其变化趋势识别车道偏离；其中，所述的步骤S6过程如下：

在当前帧能检测到左、右车道线时，则右车道线斜率为-tanθ_r，左车道线斜率为-tanθ_l，记车辆偏离车道中心的横向偏移距离与车道宽度一半的比值为相对横向偏移d，d通过下式计算：

其中d∈[-1,1]，当车辆正常居中行驶时，d值在0附近波动，当d逐渐增大时，判定车辆发生左移，当d值逐渐减小时，判定车辆发生右移，左、右车道线斜率之间关系公式：

其中k₁，k₂为常数，u₀为灭点横坐标；

在当前帧能检测到左、右车道线时，根据灭点的纵坐标保存水平灭线的位置，计算常数k₁和k₂，并保存；

在当前帧只能检测出一条车道线时，当u₀接近0时，常数k₁利用下式估计，并保存：

k₁＝tanθ_l-tanθ_r；

当u₀不接近0时，常数k₂利用下式估计，并保存：

然后根据左、右车道线斜率之间关系公式利用k₁，k₂和u₀的值求出另一条车道线的斜率，进而计算d；

采用滑动窗滤波器对相对横向偏移d进行帧间平滑滤波，计算公式如下：

其中，N为滤波器窗口大小，W_i为滤波器系数，d_i为第i帧的相对横向偏移；

然后计算的帧间差分，公式如下：

记的偏离阀值为d_T，偏离计数器为C_d，如果则复位偏离计数器C_d为0，判别为车辆处于直行状态，如果且大于0，则C_d减一；如果且小于0，则C_d复位；如果且小于0，则C_d加一；如果且大于0，则C_d复位，C_d范围为[-C_max,C_max]，超出范围取边界值，其中C_max为边界值，若C_dC_T，则判断为车辆向右偏离车道；若C_d-C_T，则判断为车辆向左偏离车道。