[发明专利]一种车前方静态障碍物检测方法

权利要求书

1.一种车前方静态障碍物检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：车前方视频图像采集，并对视频图像进行预处理；

S2：在预处理得到的图像中提取出铁轨框架；

S3：沿铁轨边沿建立检测窗口；

S4：在建立的检测窗内通过图像特征的提取与分析实现列车运行前方静态障碍物的检测。

2.根据权利要求1所述的车前方静态障碍物检测方法，其特征在于，铁轨框架的提取方法具体如下：

1）采用canny边源检测算子对图像进行边缘检测，使用链码跟踪算法进行铁轨轮廓的提取，且选择8方向链码；首先，按照以左下角为起点，每一列向右，每一行向上的原则进行链码跟踪；其次，定义一个不固定大小的一维数组C[]，用于存放链码表，其中C[0]用于存储线段的起点坐标，C[1]第二个元素用于存储线段的终点坐标，C[2]用于存储链码表包含的链码总个数，从C[3]开始用于存储每个链码所对应的链码值；

2）设线段的起点为，终点为，线段的长度用表示，两点间的距离用表示，可得到两点间的距离如下式：

；

线段的实际长度如下式：

；

其中，N是线段链码表中链码总数，Nc是链码值为偶数的链码个数；

3）当前线段长度的判断：

通过步骤2）计算出线段的实际长度，设定阈值L，当小于或者等于L时，说明检测出的线段非常短或者属于干扰线段，将其放弃；当大于L，说明检测出的线段可能为铁轨轮廓线，将其保留下来以便进行下一步操作；

4）当前线段直线近似性判断：

通过步骤2）计算出两点间的理想距离，定义下面的式子：

，

R的值越大，说明此线段越近似于一条直线；

5）当前线段方向判断：

①定义一个数值M[8]，并进行初始化，每个元素赋予初值0，其作用是存储在线段链码跟踪过程中每个链码值的数量；

②对于数组C[]，其从第四个元素开始用于存放在线段跟踪过程中每个链码的链码值，所以应该从元素C[3]开始来进行每个链码值个数的统计；

③定义变量Max，并初始化为M[0]；

④数组M[8]中存放的是链码值的个数，将Max分别与数组M[8]中的元素M[1]-M[7]按照顺序进行比较，在每次比较中，将其中的较大者赋予Max；

⑤通过比较，此时Max的值即为在线段跟踪过程中所产生链码表中链码值最多的个数，将Max的值分别与[0]M、[1]M和[7]M进行比较，如果Max的值等于三个之中的某一个，就说明此时跟踪到的线段方向与铁轨的实际轮廓线方向接近，反之，跟踪到的线段不是铁轨轮廓线，应删除该线段；

6）断线连接：

①从图像的左下角开始，按照逐行向上、逐列向右的原则进行搜索；

②在搜索的过程中，对检测到的链码表进行记录，通过统计并分析每个链码值的数量，获得所搜索线段的方向信息，最终计算当前线段对于链码的终点坐标并记录下来；

③以上一步计算得到的链码终点为中心，在5*5矩形范围内进行像素点的搜索，当搜索到像素点时，就将该点的坐标记录下来，并将搜索前后的两个点连接起来如果在此范围内搜索不到像素点，就返回第一步；

④在完成线段连接之后，将连接好之后线段的链码表提取起出来，然后计算并分析每个链码值出现的数量，从而确定连接之后线段的方向；

⑤对于统计的链接好线段每个链码值的个数，其中个数最多的链码值所对应的方向即为线段的方向；此外，还要进行断线连接合理性的判断，当断线连接前后所计算得到的数量最多的两个最大链码值所对应的链码值之间的差小于或者等于2时，就说明本次断线连接成功，同时返回第三步否则，返回第一步继续搜索下一个线段所对应的链码表，直到搜索完整幅图像。

3.根据权利要求1所述的车前方静态障碍物检测方法，其特征在于，所述检测窗口的下边沿沿着图像的下边沿，上边沿定位在图像整个图像高度的1/3处。