道路模型化方法及基于该方法的车道标志识别方法技术

一种道路模型化方法。该模型化方法将道路模型化为一系列矩形块相互连接起来的结构，这种模型化结构用下述矩阵方程表示：Ｐｉ＝［ｗｉｌ↓［ｉ］α↓［ｉ］β↓［ｉ］γ↓［ｉ］］↑［Ｔ］，其中，假定车辆位于某一矩形块Ｐｉ的底边的中央，该矩形块Ｐｉ宽为ｗｉ，长为ｌｉ，Ｚｉ轴是车辆的行驶方向，Ｘｉ轴垂直于车辆行驶方向，Ｙｉ轴垂直于矩形块Ｐｉ，β↓［ｉ］和α↓［ｉ］是矩形块Ｐｉ的Ｘｉ和Ｚｉ轴分别相对于紧接在该矩形块之前的矩形块Ｐ（ｉ－１）的Ｘ（ｉ－１）和Ｚ（ｉ－１）轴的偏差角，γ↓［ｉ］是垂直于道路的Ｙｉ轴与垂直于车辆的方向间的偏差角。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

Road modeling method and lane mark identification method based on the method

Road modeling method. The modeling method of road model into a series of rectangular block interconnected structure, this structure model represented by the matrix equation: Pi = wil: I: I: alpha beta gamma I: I: = T, which assumes that in a bottom a rectangular block of Pi vehicle central, the rectangular block Pi is wi wide, Li long, Zi axis is the direction of travel of the vehicle, the vehicle driving direction perpendicular to the Xi axis, Yi axis perpendicular to the rectangular block of Pi, I and alpha beta: I is: Pi Xi and Zi block immediately before the axis relative to the rectangular block of the rectangular block P (I 1) X (I 1) and Z (I - 1) axis angle deviation, gamma I is down and the deviation direction perpendicular to the vehicle Yi axis perpendicular to the road between the corner.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用在车辆防碰撞系统以及车辆防出道系统中的车道模型化方法，以及基于该车道模型化方法的车道标志识别方法，尤其是涉及一种将车道标志模型化在一系列矩形上的铰接式模型化方法，以及基于该模型化方法的车道标志识别方法。已经进行过利用图形识别技术进行车道识别的研究。但是，这样的图形识别需要进行大量的计算，因此，其缺点是需要有可用的高性能微处理器或者嵌入式硬件。本专利技术的目的是提供一种将一系列矩形连接起来的车道标志模型化方法，以及一种基于该模型化方法的采用简单的算法的车道标志识别方法。为达到上述目的，本文所说明和大致限定的本专利技术提供了一种道路模型化方法，该方法将道路模型化为一系列矩形块相互连接起来的结构，这种模型化结构用下述矩阵方程(1)表示Pi＝T(1)其中，假定车辆位于某一矩形块Pi的底边的中央，该矩形块Pi宽为wi，长为li，Zi轴是车辆的行驶方向，Xi轴垂直于车辆行驶方向，Yi轴垂直于矩形块Pi，βi和αi是矩形块Pi的Xi和Zi轴分别相对于紧接在该矩形块之前的矩形块P(i-1)的X(i-1)和Z(i-1)轴的偏差角，γi是垂直于道路的Yi轴与垂直于车辆的方向间的偏差角。最好，假定包含矩形块Pi的长度li信息的矩阵为G，将Xi轴旋转αi角的变换矩阵为 ，将Zi轴旋转γi角的变换矩阵为 ，将Yi轴旋转βi角的变换矩阵为 ，则前一矩形块P(i-1)与当前的矩形块Pi间的变换关系可以表达为下列矩阵方程(2)Ti-1,i=GRXi,αiRZi,γiRYi,βi----(5)]]>按照本专利技术的另一方面，如本所说明的，一种车道标志识别方法是这样的通过利用安装在车上的摄像机和传感器获取有关道路的图形信息和车速及转向角信息，从而识别道路上的车道标志，该方法包括将车辆在其上行驶的实际道路模型化为一系列矩形块相互连接起来的结构；将模型化矩形块叠加到由摄像机摄取的实际道路的图形信息上，从中抽取构成车道标志的像素，从所述构成车道标志的像素获取线性车道标志信息；将所述线性车道标志信息叠加到模型化矩形块上，以利用所述矩形块作为框架重新计算车道标志信息；将所述车道标志的预定特征限制施加于已经在其上叠加了线性车道标志信息的所述矩形块上，以优化所述车道标志信息；然后利用优化的车道标志信息、由所述传感器测得的车速和转向角信息以及有关模型化矩形块的信息，来重新模型化车辆在其上行驶的道路，并计算重新模型化的矩形块的位置和方向。最好，将实际的道路模型化为一系列矩形块相互连接起来的结构，这种结构表达为下列矩阵方程(1)Pi＝T(1)其中，假定车辆位于某一矩形块Pi的底边的中央，该矩形块Pi宽为wi，长为li，Zi轴是车辆的行驶方向，Xi轴垂直于车辆行驶方向，Yi轴垂直于矩形块Pi，βi和αi是矩形块Pi的Xi和Zi轴分别相对于紧接在该矩形块之前的矩形块P(i-1)的X(i-1)和Z(i-1)轴的偏差角，γi是垂直于道路的Yi轴与垂直于车辆的方向间的偏差角。最好，所述车道标志的预定限制是这样的基于叠加到矩形块上的线性车道标志信息的车道标志平行于所述矩形块的边框，并且，基于所述线性车道标志信息的车道标志的宽度等于道路的宽度。通过参照附图对本专利技术的优选实施例进行详细说明，本专利技术的上述目的和优点将更加显明。附图中附图说明图1A是一三维道路的透视图，示出了本专利技术的一种优选实施例中的道路模型化方法；图1B是示于图1A中的三维道路的侧视图；图2是本专利技术的车道标志识别方法的流程图3示出了用于模型化道路的矩形块，其被映射在一个图形坐标系中；图4示出了被划分为一系列片断的一矩形块的详图；图5是构成示于图4的矩形块的某一片断的像素的亮度分布图；图6是用来说明本专利技术的车道标志识别方法的方框图。参照图1A和图1B。假定车辆100位于某一矩形块Pi(其中i＝0，1，2…)的底边的中央，该矩形块Pi宽为wi，长为li，Zi轴是车辆100的行驶方向，Xi轴垂直于车辆100的行驶方向，Yi轴垂直于矩形块Pi，βi和αi是矩形块Pi的Xi和Zi轴分别相对于紧接在该矩形块之前的矩形块P(i-1)的X(i-1)和Z(i-1)轴的偏差角，γi是垂直于道路的Yi轴与垂直于车辆的方向间的偏差角，则由所述矩形块系列构成的道路可以模型化为下列矩阵方程(1)Pi＝T(1)也就是说，所述道路被表示为相互连接起来的有限数目的矩形块Pi。假定包含矩形块Pi的长度li信息的矩阵为G，将Xi轴旋转αi角的变换矩阵为 ，将Zi轴旋转γi角的变换矩阵为 ，将Yi轴旋转βi角的变换矩阵为 ，则前一矩形块P(i-1)与当前的矩形块Pi间的变换关系可以表达为矩阵方程(2)。并且，包含矩形块Pi的长度li信息的矩阵G表达为矩阵方程(3)。Ti-1,i=GRXi,αiRZi,γiRYi,βi-----(2)]]>G=10000100001li-i0001----(3)]]>每一矩形块如此设计，使车道标志在其沿着车辆行驶方向的两侧边上。所述车道标志近于直线，平行于车辆的行驶方向Zi。这样的道路模型可以表达为一种由一系列板块相互连接起来的几何结构。图2是示出本专利技术的车道标志识别方法的流程图。在识别车道标志之前，车辆要利用装在车上的摄像机和传感器获取各种数据，比如道路的图形信息，以及车辆的速度和转向角。车辆在其上行驶的道路被模型化为一系列矩形块相互连接起来的结构(步骤200)。在此，道路的模型化是按照参照图1A和图1B所说明的方法实现的。将包含所述矩形块的模型化结构叠加到由摄像机摄取的的道路图形上，从中抽取构成被叠加的矩形块上的车道标志的像素。然后，从所述抽取的车道标志像素的信息获得线性车道标志图像(步骤210)。这里，为了从所述道路的图形信息获取所述线性车道标志信息，在所述步骤200得到的所述包含矩形块的模型化结构被映射到被所述摄像机拍摄的实际道路的图形坐标系上。图3即示出了映射到所述图形坐标系中的若干矩形块的例子。所述映射到图形坐标系上的矩形块系列相互连接在一起，并划定了若干平行于每一矩形块的X轴的直线。每一矩形块被所述平行直线划分为等间隔的10到20段。图4即示出了具有若干段的一个矩形块。在各自被划分为一系列段的矩形块被映射到所述图形坐标系上之后，可以得到所述矩形块每一段所含像素的亮度的分布图。在图5中，“A”代表构成一矩形块之一段的像素的分布，从中可以得到亮度水平大于一预定水平的如“B”所示的像素的坐标。从所述矩形块的每一段获取像素，比如“B”所指示的像素的坐标，亮度水平大于预定水平的像素的坐标被作为车道标志。利用亮度大于所述预定水平的像素的坐标，借助于一种预定的方法，得到所述线性车道标志(或者线性车道标志信息)的线性方程。例如，可以从具有某一预定亮度水平的像素坐标，用最小二乘法来计算出所述车道标志的逼近实际车道标志的一个线性方程。将在步骤210所得到的线性车道标志信息叠加到在步骤200所得到的模型化矩形块上，来重新计算出道路被拟合进作为框架的矩形块中后的方程(步骤220)。将所述车道标志的预定特征限制施加于已经于步骤200在其上叠加了线性道路信息的所述矩形块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种道路模型化方法，该方法将道路模型化为一系列矩形块相互连接起来的结构，这种模型化结构用下述矩阵方程（１）表示：Ｐｉ＝［ｗｉ ｌ↓［ｉ］ α↓［ｉ］ β↓［ｉ］ γ↓［ｉ］］↑［Ｔ］ （１）其中，假定车辆位于某一矩形块Ｐｉ的底边的中 央，该矩形块Ｐｉ宽为ｗｉ，长为ｌｉ，Ｚｉ轴是车辆的行驶方向，Ｘｉ轴垂直于车辆行驶方向，Ｙｉ轴垂直于矩形块Ｐｉ，β↓［ｉ］和α↓［ｉ］是矩形块Ｐｉ的Ｘｉ和Ｚｉ轴分别相对于紧接在该矩形块之前的矩形块Ｐ（ｉ－１）的Ｘ（ｉ－１）和Ｚ（ｉ－１）轴的偏差角，γ↓［ｉ］是垂直于道路的Ｙｉ轴与垂直于车辆的方向间的偏差角。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李锡汉，李宰源，申东穆，权雄，金东润，卢庆植，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]