[发明专利]采用视差图像检测路边的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用视差图像快速检测道路路边类型的新方法。

背景技术

随着汽车的普及，日常交通运输越来越繁忙，交通安全日益成为人们所关注的焦点。因此，人们希望参与交通的车辆能够具备更多的智能特点，从而替代驾驶人员判断一部分安全事宜。交通安全一个方面涉及车辆本身构成元件是否安全，另一个方面涉及车辆行进的环境是否安全。对于后者，主要通过驾驶员了解路面的情况来进行判断。然而，在驾驶员处于疲劳或注意不到的情况下，往往会发生危险。因此，人们需要一种方法和系统能够在驾驶员未能作出判断的情况下代替驾驶员进行一些道路安全情况的判断，以规避危险。

美国专利US6813370B1利用灰度图上的亮度信息以及由视差图像计算出来的距离信息检测路面上的白线。该专利由上一帧中白线检测的结果得到这一帧的白线检测区域，并利用亮度信息和距离信息来检测白线。

美国专利US7346190B2通过一种投影映射的方法来检测道路上的交通线。该方法将视差图像上的交通线区域里的点按照与道路垂直的方向进行投影，投影后得到一个直方图，再根据直方图上的信息来检测道路上的交通线。虽然它用到了三维的信息来检测，但主要利用了道路垂直方向得到的投影直方图。当道路路边的高度不同时(倾斜路面)，这种方法就不好用了。

以上专利描述的方法并不能有效地提供一种快速检测各种道路路边的方法。利用视差图像的传统的道路路边检测方法需要用到U视差图和V视差图。它先在U视差图上得到消失点的位置和各个待选路边直线，然后再在V视差图上计算各个待选路边直线所属的路边类型。这种方法能得到很准确的路边检测结果，但它非常耗时。视差图像上的每个像素点都被用到了不止一遍。U图上留下的待选路边直线的数目，取决于阈值。每条路边直线的判定，都需要U视差图和V视差图上的2次计算。

发明内容

因此，人们需要一种准确而又快速地检测出路边的方法。本专利提供了一种方法，可以快速检测出道路路边的类型和位置。该方法可以被用到车载摄像机的多种应用中。

本发明提供了一种采用视差图像检测路边的方法，包括：在视差图像上估计路面区域并去噪；通过道路真实宽度与路边倾斜角度在视差图像上的对应关系，来确定路边区域；以及通过判断视差图像上相关像素点间的视差差别，检测出路边的类型和位置。

根据本发明的采用视差图像检测路边的方法，所述在视差图像上估计路面区域并去噪包括：利用边缘算子，在原视差图的基础上生成边缘图像；由V视差图上估计的路面方程，在边缘视差图中分割出路面区域；以及去噪模块利用路边上像素点在边缘视差图上值的单调性，去除噪声。

根据本发明的采用视差图像检测路边的方法，其中所述通过道路真实宽度与路边倾斜角度在视差图像上的对应关系来确定路边区域包括：通过过去n帧中的，道路真实宽度与路边倾斜角度在视差图像上的对应关系，建立路边区域估计模型；基于建立的路边区域估计模型以及常用预测方法，预测出当前帧的路边检测区域；以及更新模块由当前帧的路边检测结果以及过去m帧的可信区域累计结果，更新路边区域估计模型。

根据本发明的采用视差图像检测路边的方法，其中所述建立路边区域估计模型包括：选择图像上的感兴趣区域来减少计算时间；采用某种计算方法，将上述区域中直线的位置确定出来；通过道路真实宽度与路边直线在视差图像上的对应关系，来确定感兴趣区域中的路边区域；以及利用路边延伸性来生长源路边区域。

根据本发明的采用视差图像检测路边的方法，其中所述检测出路边的类型和位置包括：扫描路边区域一遍，利用像素之间视差值的差别，只留下有用的路边上的像素点；采用某种计算方法，将上述区域中直线的位置确定出来；以及根据直线上像素点的路边类型，从而确定整条直线的路边类型

根据本发明的另一个方面，提供了一种采用视差图像检测路边的系统，包括：视差图像预处理模块，在视差图像上估计路面区域并去噪；路边区域估计模块，通过道路真实宽度与路边倾斜角度在视差图像上的对应关系，来确定路边区域；以及路边检测模块，通过判断视差图像上相关像素点间的视差差别，从而检测出路边的类型和位置。

根据本发明的采用视差图像检测路边的系统，所述视差图像预处理模块包含：

边缘视差图生成模块，利用边缘算子，在原视差图的基础上生成边缘图像；

路面区域分割模块，由V视差图上估计的路面方程，在边缘视差图中分割出路面区域；以及

去噪模块，利用路边上像素点在边缘视差图上值的单调性，去除噪声。