[发明专利]基于平行结构光的路缘边界检测方法及装置、工程机械

权利要求书

1.一种基于平行结构光的路缘边界检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收两束平行线结构光照射路缘；

获取路缘图像，并提取路缘的三维结构信息；

通过获取的路缘结构信息计算工程机械到路缘的距离；

其中，采集所述路缘图像，并提取路缘的三维结构信息具体为：

通过采集所述两束平行线结构光照射路缘边界的图像；

建立表示所述采集的真实世界的图像的投影的图像坐标系，并根据建立的表示摄像机视角的三维坐标系与真实世界的三维坐标系之间的转换关系，获取所述图像坐标系与所述真实世界的三维坐标系之间的转换关系；

在采集的图像中，获取每束平行线结构光在所述图像坐标系中的初始光点的坐标，并根据设定的近邻类聚的关系获取每束平行线结构光的光点在所述图像坐标系内的光点集合；

根据霍夫变换将获取的每束平行线结构光的光点集合中的光点拟合出每束平行线结构光在设定坐标系内的直线方程；

通过获取的两束平行线结构光的直线方程计算得出路缘边界在所述设定坐标系内的直线方程。

2.如权利要求1所述的基于平行结构光的路缘边界检测方法，其特征在于，所述获取每束平行线结构光在设定的坐标系中的初始点的坐标，并根据设定的近邻类聚的关系获取每束平行线结构光的光点在所述设定坐标系内的光点集合具体为：针对每束平行线结构光：

在设定的坐标系内确定每个平行线结构光的初始光点位置及灰度值P1(x1，y1，val1)；

建立光点集合S1，并将初始光点加入到集合S1中；

按照设定关系选取S1中的任意光点Pi(xi，yi，vali)的候选光点Pj(xj，yj valj)；

建立候选光点集合T1；

对S1中的任意光点Pi(xi，yi，vali)，计算Pi与所述候选光点集T1中每一点Pj(xj，yj，valj)的距离；

对S1中的光点与候选光点集T1中的候选光点的距离进行排序，选择3个距离最小光点加入集合S1。

3.如权利要求2所述的基于平行结构光的路缘边界检测方法，其特征在于，所述设定关系为：xj<xi±d，yj<yi±d，valj>vali*0.5；其中，d为平行线结构光的光条的最大高度常量。

4.如权利要求2所述的基于平行结构光的路缘边界检测方法，其特征在于，所述根据霍夫变换将获取的平行线结构光的光点集合中的光点拟合出平行线结构光在设定坐标系内的直线方程具体为：

对S1中各光点建立极坐标方程ρ＝xcosθ+ysinθ；

对各光点方程，θ以步长为1°，依次求对应的ρ，并将对应ρθ矩阵单元累加计数，其中，-45°≤θ≤135°；

对θ为-45°到135°各行中的矩阵元素数累加，求最大的行值θ1；

对θ1行，从最右列向左求得第一个最大值对应的ρa，从最左列向右求得第一个最大值对应的ρb；

依据极坐标对(θ1，ρa)和(θ1，ρb)，建立直线方程y＝fa(x)和y＝fb(x)；

对θ为-45°和45°的所有行求最大值对应的座标(θ2，ρc)及对应的直线方程y＝fc(x)。

5.如权利要求4所述的基于平行结构光的路缘边界检测方法，其特征在于，所述通过获取的两束平行线结构光的直线方程计算得出路缘边界在所述设定坐标系内的直线方程具体为：

通过获取的每束平行线结构光的直线方程中的y＝fa(x)和y＝fc(x)获取交点；所述交点为路缘边界上的点，通过获取的路缘边界上的点获取路缘边界在所述设定的坐标系的直线方程。

6.如权利要求1所述的基于平行结构光的路缘边界检测方法，其特征在于，在提取每束平行线结构光在设定的坐标系中初始光点的坐标时，提取显示装置上与平行激光的颜色相一致的图像分量作为处理对象。

7.如权利要求1所述的基于平行结构光的路缘边界检测方法，其特征在于，所述通过获取的路缘结构信息计算工程机械到路缘的距离具体为：

通过获取的路缘边界的直线方程以及获取的所述图像坐标系与所述真实世界的三维坐标系之间的转换关系，计算出工程机械与路缘边界的距离。