基于车道线直线模型的道路曲率估计方法.PDF

２０１２年７月 第３３卷　第４期 Ｊｕｌｙ２０１２ Ｖｏｌ．３３　Ｎｏ．４ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－７７７５．２０１２．０４．００１ 基于车道线直线模型的道路曲率估计方法 １ ２ １ 贾立山 ，罗　剑 ，李世其 （１．华中科技大学 机械科学与工程学院，湖北 武汉４３００７４；２．清华大学 汽车安全与节能国家重点实验室，北京 １０００８４） 摘要：在车道偏离预警、防止及车道保持等基于机器视觉的驾驶安全辅助系统中，为解决单一直线 模型无法预估道路曲率，而曲线拟合方法计算量大等问题，应用车道线直线模型，提出了一种基于 远端直线拟合的弯道曲率估计方法，其特征在于车道线仍使用全局直线描述，估计曲率时对远端候 选点进行直线拟合．由于保证了较多的候选点数量且使用Ｈｏｕｇｈ变换检测直线，以及利用跟踪、滤 波等方法，算法在保证车道线检测鲁棒性的同时，基于远端直线拟合方法实现了对弯道曲率的相对 定量估计．采用装有全球定位系统（ＧＰＳ）的实车试验进行验证，结果表明：所提方法在增加候选点 数量以提高曲率估计精度的同时，保障了算法的实时性． 关键词：驾驶辅助；机器视觉；直线模型；曲线拟合；曲率估计 中图分类号：ＴＰ２４２．６２　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１６７１－７７７５（２０１２）０４－０３７３－０６ Ｒｏａｄｃｕｒｖａｔｕｒｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｌｉｎｅａｒｌａｎｅｍｏｄｅｌ １ ２ １ ＪｉａＬｉｓｈａｎ，ＬｕｏＪｉａｎ，ＬｉＳｈｉｑｉ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ４３００７４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｔａｔｅ ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＳａｆｅｔｙａｎｄＥｎｅｒｇｙ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｄｒｉｖｅｒａｓｓｉｓｔａｎｃｅｓｙｓｔｅｍｓｏｆｌａｎｅｄｅｐａｒｔｕｒｅｗａｒｎｉｎｇ，ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｌａｎｅｋｅｅｐｉｎｇ，ｔｏｓｏｌｖｅ ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｉｎｃａｐａｂｌｅｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｔｈｅｃｕｒｖａｔｕｒｅｉｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｌｉｎｅａｒｍｏｄｅｌａｎｄｅｎｏｒｍｏｕｓｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｗｏｒｋｉｎｃｕｒｖｅｆｉｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ａｎｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｃｕｒｖａｔｕｒｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｌｉｎｅａｒ ｍｏｄｅｌｗｉｔｈｇｌｏｂａｌｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｉｎｌａｎｅｍａｒｋｉｎｇｓａｎｄｗｉｔｈｌｉｎｅｆｉｔｔｉｎｇｔｏｃａｎｄｉｄａｔｅｐｏｉｎｔｓｏｆｆａｒｅｎｄ．Ａｃｃｏｒ ｄｉｎｇｔｏａｂｕｎｄａｎｔｃａｎｄｉｄａｔｅｐｏｉｎｔｓｗｉｔｈＨｏｕｇｈｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｌｉｎｅａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｌａｎｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄ ｃｕｒｖａｔｕｒｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｗｅｒｅｒｏｂｕｓｔｌｙａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｒｏａｄｃｕｒｖａｔｕｒｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｍｅｔ ｈｏｄｗａｓｖａｌｉｄａｔｅｄｂｙａｒｅａｌｖｅｈｉｃｌｅｔｅｓｔｗｉｔｈＧＰＳ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｈａｓｇｏｏｄ ｃｕｒｖａｔｕｒｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｗｉｔｈｒｅａｌｔｉｍｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｒｉｖｅｒａｓｓｉｓｔａｎｃｅｓｙｓｔｅｍｓ；ｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎ；ｌｉｎｅａｒｌａｎｅｍｏｄｅｌ；ｃｕｒｖｅｆｉｔｔｉｎｇ；ｒｏａｄ