[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

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械的技术领域，尤其涉及到一种基于平行结构光的路缘边界检测方法及装置、工程机械。

背景技术

工程机械在施工时，需要保持沿路缘行驶作业，，目前路缘边界的检测方法有：(1)人工观测：现行移动车辆及设备主要通过人工观测路缘，估算路缘边界位置及与车辆之间的距离。(2)摄像头监视：车身左侧安装摄像头，实时传送画面至显示屏，供机手观测判断。(3)图像处理方案：通过摄像机采集道路路缘图像，利用路缘的结构信息进行路缘边界定位及距离测量。

现有技术的缺点在于：1、人工观测劳动强度较大。2、夜晚难以看清路缘。3、人工经验估算距离，精度不高。4、现有图像处理方案针对非结构化路缘边界检测精度低。

发明内容

本发明提供一种基于平行结构光的路缘边界检测方法及装置，用以提高工程机械在运动时检测路缘边界的精度。

本发明提供了一种基于平行结构光的路缘边界检测方法，该基于平行结构光的路缘边界检测方法包括以下步骤：

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。

在上述技术方案中，通过采用平行线结构光照射路缘，并通过对采集的路缘图像得到路缘的三维结构信息，从而能够计算出工程机械到路缘的距离，通过上述方法可以直观的得到工程机械到路缘边界的准确距离，避免了在检测时的误差，提高了检测准确性。

优选的，所述采集路缘图像，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，并根据建立的表示所述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。

优选的，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激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。

优选的，所述设定关系为：xj<xi±d，yj<yi±d，valj>vali*0.5；其中，d为平行激光光条的最大高度常量。

优选的，所述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)。

优选的，所述通过获取的两束平行激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：