[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

说明书

本发明是一种考虑车身俯仰角度影响的路肩高度测量方法及系统。该方法包括：对相机标定得到内外参数，识别路肩的下边缘、上边缘，通过多窗口锚点检测方法获取路肩在像平面上的垂直方向的像素差，根据车辆的实时俯仰角及相机高度计算出相机距离路肩的距离和路肩高度。该系统包括车身相对于大地的俯仰角度CAN总线信息获取单元，以及车载单目相机、基于多窗口锚点检测方法的路肩待测点计算单元、图像识别距离数据和坐标系标定数据及路肩像素坐标数据处理单元、路肩像素坐标和高度信息存储单元，车载摄像头安装在与水平面夹角为γ的中网处。本发明可以提高路肩高度测量的精度，达到防止车辆碰撞路肩和为特种车辆判断是否可以通过路肩提供信息的目的。

技术领域

本发明涉及一种考虑车身俯仰角度影响的路肩高度测量方法及系统。

背景技术

随着经济的飞速发展，物质生活条件有了极大的改善，截至2022年3月底，我国汽车保有量达3.07亿辆。汽车带来便利的同时，也带来了频发的交通事故，造成难以估量的经济财产损失和人员伤亡，众多的交通事故中，车体与路肩发生刮擦、碰撞事故困扰众多驾驶员，其主要原因是驾驶员的视野受限，因视觉盲区无法预估路肩的位置，其次，驾驶员缺乏经验，无法准确估计路肩高度以判断车辆通过性。

另外，一些特种车辆进行作业时，需要越过车辆前方的路肩、台阶等，为了保证其特种车辆越障的安全性，需要对车辆前方的路肩、台阶高度进行准确测量，驾驶员根据测量结果判断是否具有通过条件。

目前，激光雷达可以准确的获取物体三维坐标点云，达到路肩高度精确测量的目的，但激光雷达设备成本高，处理时间较长等缺点。基于单目视觉的高度测量，成本相对较低，速度较快。采用考虑车身俯仰角影响和自适应加权的高度测量模型可以快速、精确的测量路肩的高度。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：提供一种考虑车身俯仰角度影响的路肩高度测量方法及系统，用于精确测量路肩的高度。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的考虑车身俯仰角度影响的路肩高度测量方法，具体是：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。

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。

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