[发明专利]基于快速MUSIC算法的道路双黄线检测方法

说明书

本发明公开了一种基于快速MUSIC算法的道路双黄线检测方法，首先将CCD摄像机采集的道路双黄线图像进行图像分割和边缘提取得到仅含双黄线的二值化图像，加入L组服从相同分布且与信号源无关的零均值高斯噪声得到L幅不同的图像；然后转换为虚拟均匀线性阵列接收多快拍远场信号，在倾斜角范围内根据倾斜角检测分辨率的要求划分网格，经过两次MUSIC算法对远场信号进行搜索，得所有双黄线的倾斜角；再次利用MUSIC算法对近场信号进行搜索，求得所有双黄线所对应的偏移量；最后通过倾斜角和偏移量确定直线的位置，进而实现双黄线的检测。本发明解决了现有技术中存在的道路双黄线检测实时性较差的问题。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种基于快速MUSIC算法的道路双黄线检测方法。

背景技术

随着自动驾驶技术的发展，双黄线的检测是实现车道偏离警告，车辆自动驾驶的关键技术。由于双黄线检测时对快速性要求比较高，传统的直线检测方法霍夫变换(HoughTransform，HT)因其实时性较差，不适用于双黄线检测，而最小二乘法容易受到噪声干扰，并且难以同时检测多条直线。因此，提出一种快速而又可靠性高的双黄线检测方法，是实现自动驾驶的一个关键问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于快速MUSIC算法的道路双黄线检测方法，解决了现有技术中存在的道路双黄线检测实时性较差的问题。

本发明所采用的技术方案是，基于快速MUSIC算法的道路双黄线检测方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将CCD摄像机采集的道路双黄线图像进行图像分割和边缘提取得到仅含双黄线的二值化图像，加入L组服从相同分布且与信号源无关的零均值高斯噪声得到L幅不同的图像；

步骤2、将上述得到的L幅图像转换为虚拟均匀线性阵列接收多快拍远场信号，在倾斜角范围内根据倾斜角检测分辨率的要求先划分少量网格，第一次利用MUSIC算法对远场信号进行搜索，得到双黄线倾斜角所在的范围；在倾斜角度范围内根据倾斜角分辨率的要求再次划分网格，第二次使用MUSIC算法对远场信号进行搜索，从而求得所有双黄线的倾斜角；

步骤3、根据步骤2求得的倾斜角构造虚拟均匀线性阵列接收多快拍近场信号，在直线偏移量范围内根据倾斜角检测分辨率的要求先划分少量网格，第三次利用MUSIC算法对近场信号进行搜索，得到每条直线倾斜角对应的偏移量范围；

步骤4、根据步骤3求得的倾斜角构造虚拟均匀线性阵列接收多快拍近场信号，在步骤3得到的偏移量范围附近根据分辨率的要求再次划分网格，第四次使用MUSIC算法对近场信号进行搜索，从而求得所有双黄线所对应的偏移量；

步骤5、通过步骤2得到的倾斜角和步骤4得到的偏移量确定直线的位置，进而实现双黄线的检测。

本发明的特点还在于，

步骤1具体如下：

步骤1.1、利用CCD摄像机采集道路双黄线图像，对采集的图像进行二值化和边缘提取，再将经过二值化和边缘提取后的图像裁剪为大小为M×M的图像D，定义图像左上角为坐标原点，水平向右为x轴正向，垂直向下为y轴正向，直线上的点坐标为(x,y)，x,y均为整数，0≤x≤M-1，0≤y≤M-1；

步骤1.2、假设图中有d条直线，d条直线的倾斜角分别为θ＝θ₁,θ₂,...,θ_d，倾斜角θ₁,θ₂,...,θ_d的范围为[-90°,90°]，直线的偏移量分别为偏移量的范围为[-M,M]，根据直线上的点坐标则直线方程为：

其中,θ与相对应，即当θ＝θ_i时，i＝1,2,...,d；