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特殊虚线交通标线设计及图像识别技术研究
| 论文题名： | 特殊虚线交通标线设计及图像识别技术研究 |
| 关键词： | 自动驾驶;特殊虚线;交通标线;图像识别;交通信息 |
| 摘要： | 自动驾驶车辆行驶至隧道、高架桥下或高层建筑物林立的城区时，全球定位系统（GlobalPositionSystem，GPS）信号容易受到遮挡、干扰和屏蔽，车辆不能准确获取自身位置，导致驾驶和导航系统难以正常使用。已有的实时差分定位（RealTimeKinematic，RTK）、航位推测法和高精度地图等解决方法，均存在一定限制，为保证自动驾驶及自动导航的安全性、可靠性，宜补充更直接可靠的车辆位置等交通信息获取方法，以备应急之需。本文基于一种可表征车辆位置等重要交通信息的特殊虚线交通标线，研究其图像识别方法，期望在紧急情况可对车辆位置等交通信息进行现场查询、校核，为自动驾驶和自动导航提供应急服务。主要研究内容如下： （1）系统介绍特殊虚线交通标线的设计原理、基本组成结构、标线数据块编码方法以及车辆位置等交通信息的字符化、数字化处理方式。 （2）利用集成化道路工程CAD系统（ROADCAD2020）模拟生成标线平面图及路线三维透视效果图，展示特殊虚线交通标线实际使用效果；识别标线平面图，确定特殊虚线交通标线识别基本流程；在实际路面上模拟敷设特殊虚线交通标线，获取识别所需图像和视频数据。 （3）对特殊虚线交通标线图像进行预处理，提高图像质量；利用标线与路表的灰度和颜色差异提出一种全局二值化算法，降低特殊虚线交通标线图像中的数据量。 （4）研究特殊虚线交通标线定位方法。首先利用标线形状特征构建筛选算法，处理非标线区域，初步定位标线；之后构建迁移学习模型，判定图像是否为标线图像；最后利用标线的线形特征构建拟合算法，判定标线类型，精确定位标线。 （5）研究特殊虚线交通标线识别方法。首先利用标线的结构特征构建分割算法，分割出完整标线；之后采用透视变换方法构建透视变换矩阵，将分割结果调整为俯视图形式；最后利用标线区域实际形态提出标线识别方法，并建立基于MATLAB的特殊虚线交通标线识别程序系统，模拟、分析和验证本文特殊虚线交通标线识别算法的可行性与正确性。 本文主要结论：（1）特殊虚线交通标线的组成形式及敷设要求，在最大限度满足传统交通标线设置原理基础上，可表征车辆位置等交通信息，可行性高、实用性好；（2）针对特殊虚线交通标线设计的图像识别算法，识别准确率达到97.6%，可靠性良好；（3）采用设置特殊虚线交通标线及自动识别方法，可为自动驾驶及自动导航系统在紧急情况下查询、校核自身位置等交通信息提供一种可行的备用方法。 |
| 作者： | 饶敏 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 李玉华;于勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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