[发明专利]一种考虑车身俯仰角度影响的路肩高度测量方法及系统

权利要求书

1.一种考虑车身俯仰角度影响的路肩高度测量方法，其特征在于对车载单目相机通过考虑车辆悬挂的车载单目相机标定法进行标定后，先由路肩边缘检测算法对路肩的上下边缘进行识别，和多窗口锚点检测方法对路肩上下边缘锚点进行选择，根据有关信息，再由考虑俯仰角的实时距离测量法对路肩与车载单目相机之间的距离进行测算，所述有关信息包括对车载单目相机进行标定后获取的相机内部参数、相机高度及车辆俯仰角，再由基于自适应加权的高度测量模型对路肩的高度进行测量。

2.根据权利要求1所述的路肩高度测量方法，其特征在于，所述路肩边缘检测算法包括以下步骤：

Step1、对安装在车辆前方的车载单目相机进行标定，获取相机的内外参数，采用考虑车辆悬挂的车载单目相机标定法，其中车载单目相机到车辆悬挂坐标系的转换关系为：

上述式中：X_c,Y_c,Z_c为车载单目相机坐标系；β为车辆侧倾角；θ为车辆俯仰角；α为车辆侧偏角；X_v,Y_v,Z_v为车辆悬挂坐标系；

Step2、对获取的图像进行Canny算子边缘检测，获得路肩的边缘点，Canny边缘检测算法首先通过高斯滤波去除噪声，再通过计算图像灰度梯度方向来寻找最有可能存在边缘的位置；

Step3、对获取的边缘检测图像运用Hough变换，获取路肩的上边缘、下边缘及后边缘。

3.根据权利要求1所述的路肩高度测量方法，其特征在于，所述多窗口锚点检测方法是根据整个图像的宽度，自动生成6个正方形窗口，每个窗口分别检测垂直线与路肩上下边缘的交点，单个正方形窗口的宽度计算公式为：

m_i＝p_sum/6

式中：m_i,i＝1,2,…,6为单个正方形窗口的宽度；p_sum为整个图像的宽度，单位pixel。

4.根据权利要求1所述的路肩高度测量方法，其特征在于，所述考虑俯仰角的实时距离测量法包括以下步骤：

Step1、根据车载单目相机成像原理，以及车载单目相机与地平面的关系建立图像坐标系与大地坐标系距离的几何模型；

Step2、根据几何模型得出β的关系表达式为：

ε＝β+γ+θ

像素坐标与世界坐标距离关系表达式为：

Step3、根据图像坐标系和像素坐标系的转化关系可得：

x＝(u-u₀)dx

y＝(v-v₀)dy

O₂B₁²＝x²+y²＝[(u-u₀)dx]²+[(v-v₀)dy]²；

Step4、根据得到路肩与车载单目相机之间距离计算公式：

上述式中：b₁表示被测路肩底部边缘与路面的交点；γ为车载单目相机安装在车辆前方时的初始俯仰角，h为距离地面高度；f为车载单目相机焦距，f_x、f_y分别为焦距在相平面x、y轴方向的分量；θ为车运动时的实时俯仰角；β为车载单目相机投影与光轴的夹角；(u₀,v₀)为图像坐标系原点在像素坐标系中的位置；L为被测点b₁到镜头的水平距离；O为光轴与像平面的交点，作为像坐标系原点；O₁为车载单目相机镜头中心；O₂为车辆俯仰角发生变化后光轴与相平面的焦点；B₁(x,y)为被测点在像平面上的投影；O₂B₁为光轴在像平面的投影点到目标点在像平面的投影点之间的距离。