[发明专利]一种基于多描述子的半自动道路中心线快速提取方法

权利要求书

1.一种基于多描述子的半自动道路中心线快速提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：输入影像中道路起止点坐标；

步骤2：对原始影像进行L₀滤波；

步骤3：对原始影像进行线段提取；

步骤4：在滤波结果及线段提取结果的基础上，根据起止点坐标，建立多级线段方向直方图，以获得当前道路方向：

步骤4.1：在起止点处建立圆形统计区域，根据区域内像素的梯度信息将起止点拟合至对应位置道路中心；

步骤4.2：以拟合后道路中心点为中心，在道路起止点处分别建立矩形搜索区；

步骤4.3：统计矩形搜索区内线段的方向信息，建立线段方向直方图，并根据直方图峰值信息确定当前位置道路跟踪方向；

步骤4.3.1：建立矩形搜索区域，统计该区域中每个方向上的线段的总长度，以15度为单位，将180度分为12等份，建立线段角度直方图；

步骤4.3.2：当出现多峰值情况时，根据各峰值所对应的角度与之前确定的道路方向之间的差值，确定道路方向；

步骤4.3.3：当出现未统计到线段方向的情况时，建立“线段金字塔”，确定道路方向；

步骤5：根据拟合后道路中心点及跟踪方向信息，建立扇形描述子；

步骤5.1：根据道路中心点信息设置候选点(P)；

步骤5.2：以道路中心点及候选点为基础，建立基础三角形；

步骤5.3：设置其余6个与基础三角形等大的三角形，构建扇形描述子，设置其余6个候选点；

步骤5.4：统计扇形描述子内三角形内的梯度、灰度及角度信息，选择更符合条件的两个最优候选点，并自适应的确定当前位置道路半径；

步骤5.5：根据道路与非道路区域灰度对比度，确定最优道路点；

步骤5.6：根据距离范围内，跟踪点夹角不会发生变化的现象，判断是否保留已确定跟踪点；

步骤5.7：执行步骤4.1-步骤5.6跟踪操作，若不符合跟踪结束条件，则继续跟踪，否则，跟踪结束；

步骤6：在道路提取过程中利用最小二乘法将所有得到的道路跟踪点进行拟合，进一步剔除错误提取的道路点，得到道路中心线。

2.如权利要求1所述的基于多描述子的半自动道路中心线快速提取方法，其特征在于，所述步骤4.1包括：

步骤4.1.1：以起止点为中心，以一个像素为半径，建立圆形统计区；

步骤4.1.2：分别以起止点周围8邻域所有像素为中心，建立与步骤4.1.1中等大的圆形统计区，统计所有区域内像素梯度之和，取梯度之和最小的统计区域作为当前半径最合适的区域；

步骤4.1.3：将最合适统计区域内像素梯度之和与阈值进行比较，若小于阈值，则以1个像素为单位增大半径，以最合适统计区域对应的圆心为圆心，当前半径为半径，重复步骤4.1.2，直至最合适统计区域内像素梯度之和大于阈值，此时区域的圆心为道路中心，区域的半径为此位置的道路半径。

3.如权利要求1所述的基于多描述子的半自动道路中心线快速提取方法，其特征在于，所述步骤4.2包括：

步骤4.2.1：根据跟踪点数目，确定矩形搜索区中心位置；

步骤4.2.2：根据矩形搜索区中心点位置，建立矩形搜索区。

4.如权利要求1所述的基于多描述子的半自动道路中心线快速提取方法，其特征在于，所述步骤5.1的具体方法为：以道路中心点为底边中点(O)，沿着当前道路方向，在步长为三倍道路半径(S)处设置候选点(P)；

所述步骤5.2的具体方法为：以道路中心点为底边中心点，过中心点且垂直于道路方向的2倍道路半径的线段为底边，候选点为顶点，建立基础三角形。

5.如权利要求1所述的基于多描述子的半自动道路中心线快速提取方法，其特征在于，所述步骤5.3的具体方法为：将基础三角形以道路中心点为中心，旋转±15°、±30°和±45°，得到6个与基础三角形等大的三角形组，与基础三角形共同构成扇形描述子，其中，每个三角形的顶点皆为候选点。