[发明专利]一种应用Visual Graph算法提取道路中线的方法

权利要求书

1.一种应用Visual Graph算法提取道路中线的方法，其特征在于：应用Visual Graph算法的思路，提取出道路的中线，并输出中线坐标点及其连接关系，其步骤如下：

步骤1：对地图进行转化，将灰度图或者SLAM所构建的地图二值化处理，得到转化后的地图，存储为一个二维数组，此过程称为地图二值化过程；

步骤2：针对转化后的二维数组，在可通过的区域开始遍历所有像素点，并从每个可通行的像素点发射光线，每次发射两条射线，起点为所选点，两条射线成180°反向发射，此过程称为光线发射过程；

步骤3：当两条射线碰触障碍物时，记录两条射线与障碍物的碰撞点的坐标，并计算碰撞点到光线发射起点的距离，若两条射线碰撞点到起点的距离相等，则射线发射点即为道路中点，此过程称为判定过程；

步骤4：若两条射线的碰撞点到起点的距离不相等，则将射线顺时针旋转30°再次以发射射线，重复步骤3的判定过程，此过程称为重复发射光线过程；

步骤5：若某像素点发射射线已转过180°而判定过程总不成立，则该像素点即不是道路中点，开始对下一个像素点进行步骤2、3、4的过程；

步骤6：当所有可通过的像素点均遍历完成后，则道路中线的坐标点即都已生成，道路中线经过的点提取过程结束；

步骤7：为将道路中点连接行成道路中线，即对每一个步骤3判定成立获得的点，将该点与步骤3判定成立的其他点中所有像素距离为1的点建立连接，获得道路中点之间的连接关系，即得到道路中线，此过程称为连接过程。

2.根据权利要求1所述的应用Visual Graph算法提取道路中线的方法，其特征在于：所述步骤1中，地图的二值化的方法为：

调用opencv库读入所给的地图文件，并将地图矩阵转化为一个二维整形数组，即表示二维平面空间，数组中的每一个元素代表地图上相应坐标的一个像素点，若该点为障碍物点，则将数组值设为1，若该点为可通过点，则将数组值设为0。

3.根据权利要求1所述的应用Visual Graph算法提取道路中线的方法，其特征在于：所述步骤2中，发射光线的方法为：

(1)对于某一点，从0°和180°，即水平方向开始向两边发射射线，重复发射射线时，即将射线顺时针旋转30°，直到180°为止；

(2)对于每个方向，光线逐像素点向前推进，每推进一个像素点，将会检测这个像素点是否为可通过点，若可通过则继续推进，若不可通过则表示碰到障碍物，记录此时碰到障碍物的坐标点，当两条射线都碰到障碍物时，进入步骤3的判定过程。

4.根据权利要求1所述的应用Visual Graph算法提取道路中线的方法，其特征在于：所述步骤2中，遍历像素点的方法为：

从地图的左上角开始直到右下角结束，水平扫描遍历，若遍历过程中某一点为不可通过，则直接跳过；若遍历过程中某一点为可通过，则进行光线发射过程。

5.根据权利要求1所述的应用Visual Graph算法提取道路中线的方法，其特征在于：所述步骤3中，判定过程的方法为：

当遍历过程中从某一像素点发出的两条射线都碰到障碍物时，记录两个碰撞点，分别计算两碰撞点与发射点的距离，若计算所得的距离相等，则保留此光线发射点作为道路中点，结束前述某一像素点的光线发射过程，遍历下一个像素点，否则按照步骤4，将光线顺时针旋转一个角度再次发射光线，若光线已经旋转过180°，则此光线发射点不是道路中点，继续遍历下一个像素点。

6.根据权利要求1所述的应用Visual Graph算法提取道路中线的方法，其特征在于：所述步骤4中，重复光线发射的方法为：

将两条射线都顺时针旋转30°，两条射线之间仍成180°反向发射，直到旋转过180°为止。

7.根据权利要求1所述的应用Visual Graph算法提取道路中线的方法，其特征在于：所述步骤7中，中点连接的方法为：

将经步骤3所获得的中点都存储为一个顺序表，对顺序表中的每一个节点，都与表中其他节点进行比较，若与之距离为1像素，则建立两点之间的连接；当顺序表中的某一点与顺序表中所有其他点比较完成之后，则从顺序表中删去该点，将连接关系和中点存储在另一张顺序表中，以供最后输出。