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原文传递城市道路标线检测方法研究

论文题名：	城市道路标线检测方法研究
关键词：	城市道路;标线检测;多阈值OTSU;遗传算法;正北坐标系
摘要：	随着智能交通、辅助驾驶等技术的出现与快速发展，人们对于影像地图所提供信息的丰富化与精细化需求逐渐提高，而目前的影像地图无法提供车道级的道路信息，阻碍了驾驶功能的迭代与发展，因而拥有车道级信息的影像地图无疑将会成为大势所趋。针对此目标本文设计了一套较为完整的城市道路标线检测与地图标线叠加方案，完成了真实路段的城市道路标线的类型与经纬度坐标检测，并实现了该路段的地图标线可视化工作。本文所涉及城市道路标线包括路面标线与路面标志两类，具体内容如下：　　（1）针对透视形变造成的标线检测与识别难度问题，本文采用逆透视变换将视频帧图像转换为俯视图，以消除透视形变；进一步，又针对车载相机成像进行了畸变校正操作，以降低城市道路标线的检测与识别难度，提高城市道路标线的经纬度坐标提取精度。　　（2）针对城市道路标线和标志类型检测问题，为解决道路逆光、反光等复杂环境因素造成的图像阈值分割困难，采用遗传算法结合多阈值OTSU的阈值分割算法进行二值化处理，设置感兴趣区域，并进一步控制畸变造成的类型检测与标线经纬度提取误差；通过像素统计直方图和色彩空间阈值确定路面标线位置、类型和颜色；通过滑动窗口方法进行路面标志检测，利用HU矩+低维PHOG算子提取标志特征并送入构建好的多分类SVM实现路面标志类型判断。　　（3）针对城市道路标线经纬度坐标检测问题，采用了较双目摄像头方案成本更低、计算速度更快的单目摄像头方案。首先，通过多次坐标系转换，求取基准特征点在正北坐标系下的坐标向量，同时将视频帧图像的GPS定位数据换算为地球二维平面坐标系下的坐标向量，并计算出基准特征点在该坐标系下的坐标向量；进一步，通过所设计的坐标推算规则，得到其余特征点在该坐标系下的坐标向量；最后，利用高斯投影反算，将所有二维平面坐标换算为经纬度坐标。　　（4）针对城市道路标线地图叠加问题，将提取到的真实路段的标线信息，叠加到该路段的卫星地图上。　　综合实验表明，本文城市道路标线类型、颜色、经纬度坐标信息提取效果较好，所设计实验方案满足实际场景需求，达到了提高影像电子地图信息丰富度的目的。
作者：	李晓为
专业：	电子与通信工程
导师：	安胜彪;孙祎
授予学位：	硕士
授予学位单位：	河北科技大学
学位年度：	2021