专利名称：基于路面标识识别违规驾驶行为的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及驾驶行为的识别技术领域，特别涉及一种基于路面标识识别违规驾驶行为的方法及系统。
背景技术：
随着车辆数量的急速增加，给道路安全带来了诸多问题，例如，交通拥堵、交通事故频发等。在交通事故中很大一部分是由驾驶人的不规范驾驶而引起的。路面标识识别的问题有以下几个方面:路面情况复杂:行驶路面情况主要可以分为两类，一是在市区行驶时的路面情况，此时前方车辆较多，前方路面可能被遮挡，行驶情况多变复杂。二是在高速公路行驶时的路面情况，此时路面空旷，车辆比较少，利于车道线的检测和标识的识别。光照影响:由于车辆行驶时光照变化对于采集到的路面图像影响较大。主要表现为夜晚采集图像不清晰、白天采集图像可能出现各个角度的光照不均、隧道及道路两旁树木对于采集图像的影响等。因此需要设计对于光照变化鲁棒的算法。算法运行速度:车辆行驶时速度较快，并且需要进行车道线检测和标识识别。因此，我们研究的车道线以及标识的识别算法必须能够满足车辆高速行驶时的实时性要求，以提供安全的行驶保障。目前普遍采用的方法是检测路边标识牌以及车辆状态信息的方法。该方法通过对路边标识牌的检测与识别确定当前车道对车辆行驶参数的制约情况，车辆状态信息通过车载传感器获得。检测路边标识牌结合车辆状态信息判断当前车辆行驶情况是否为违规行为。现有技术的缺点:( I)路边标识牌常被车辆及树木等遮挡，检测精度不高，没有检测路面标识稳定可靠。
(2)基于路边标识牌检测与车辆状态信息判断违规驾驶行为的判断逻辑不够完善。(3)检测算法受光照条件的影响较大。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。为达到上述目的，本发明一方面的实施例提出一种基于路面标识识别违规驾驶行为的方法，包括以下步骤:获取车辆行驶的道路图像，并对所述道路图像进行预处理以生成所述道路图像的二值化图像；根据所述二值化图像中的白像素点确定道路的边界以生成道路边界线；从所述道路图像中检测与所述道路边界线对应的道路线之间是否有引导标识，其中，所述引导标识包括公交专用标识和方向标识；以及当所述引导标识为方向标识时，根据所述方向标识和车辆状态信息判断所述车辆是否违规行驶。
根据本发明实施例的方法，通过生成道路图像的二值化图像，并在该二值化图像中判别引导标识识别驾驶是否规范，提前预防了交通事故的发生，进而提高了驾驶的安全性。本发明的一个实施例中，当引导标识为公交车专用车道标识时，向驾驶员发出提不 目息。本发明的一个实施例中，所述引导标识和引导标识模板的特征相似度小于阈值时，则所述弓I导标识与相对应的引导标识模板相同。本发明的一个实施例中，所述预处理包括线性滤波和帧间叠加。为达到上述目的，本发明的实施例另一方面提出一种基于路面标识识别违规驾驶行为的系统，包括:预处理模块，用于获取车辆行驶的道路图像，并对所述道路图像进行预处理以生成所述道路图像的二值化图像；生成模块，用于根据所述二值化图像中的白像素点确定道路的边界以生成道路边界线；检测模块，用于从所述道路图像中检测与所述道路边界线对应的道路线之间是否有引导标识，其中，所述引导标识包括公交专用标识和方向标识；以及处理模块，用于当所述引导标识为方向标识时，根据所述方向标识和车辆状态信息判断所述车辆是否违规行驶。根据本发明实施例的系统，通过生成道路图像的二值化图像，并在该二值化图像中判别引导标识识别驾驶是否规范，提前预防了交通事故的发生，进而提高了驾驶的安全性。本发明的一个实施例中，所述处理模块还用于当引导标识为公交车专用车道标识时，向驾驶员发出提示信息。
本发明的一个实施例中，所述引导标识和引导标识模板的特征相似度小于阈值时，则所述弓I导标识与相对应的引导标识模板相同。本发明的一个实施例中，所述预处理包括线性滤波和帧间叠加。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1为根据本发明一个实施例的基于路面标识识别违规驾驶行为的方法的流程图；图2为根据本发明一个实施例的实际道路图像；图3为根据本发明一个实施例的礼帽运算图像；图4为根据本发明一个实施例的二值化图像；图5为根据本发明一个实施例的进行帧间叠加的二值化图像；图6为根据本发明一个实施例的道路边界线的搜索示意图；图7为根据本发明一个实施例的引导标识模板图；图8为根据本发明一个实施例的直行线上左、右转弯的示意图；图9为根据本发明一个实施例的公交车道占用示意图10为根据本发明一个实施例的左、右转弯车道上直行的示意图；以及图11为本发明实施例的基于路面标识识别违规驾驶行为的系统的结构框图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。图1为本发明实施例的基于路面标识识别违规驾驶行为的方法的流程图。如图1所示，根据本发明实施例的基于路面标识识别违规驾驶行为的方法，包括以下步骤:步骤S101，获取车辆行驶的道路图像，并对道路图像进行预处理以生成道路图像的二值化图像。其中，预处理包括线性滤波和帧间叠加。具体地，本项目采用所谓的“礼帽”运算进行形态学滤波。“礼帽”运算定义为该图像和其开运算之间的逐像素差分，而开运算定义为对图像先进行腐蚀，再进行膨胀。这里的腐蚀和膨胀运算都是实数域上的运算。腐蚀:dst(X，y) =min (X，，y，)； element (X，，y，)古 Osrc (x+x，，y+y，)，其中，src 为源图像，dst为目标图像，element为结构元素，x’，y’和x，y分别表示结构元素与图像像素的坐标。膨胀:dst(x, y)=max(x，, y') ; element (x，, y') ^ Osrc (x+x，, y+y')，其中，src 为源图像，dst为目标图像，element为结构元素，x’，y’和x，y分别表示结构元素与图像像素的坐标。于是“礼帽”运算可以定义为:dst=src_open(src, element) =src_dilate (erode (src, element))，其中，open (src, dlement)表不开运算，dilate (erode (src, element))表不先进行腐蚀，再进行膨胀。“礼帽”运算突出了比周围像素更亮的点，图2和图3分别为实际道路图像和礼帽运算图像。从图3中可以看出礼帽运算的结果不受全局光照的影响，换言之，结果只与像素与周边像素的大小关系决定，这一优点源于运算中的差分环节，这一优点与图片的梯度特征是一致的，但梯度特征对于中心倒影带来的严重干扰更加敏感。由“礼帽”运算直接进行阈值化已经能够得到较好的结果，但结果依赖于阈值的选择，因此利用模板滤波来实现。注意到道路线的特征不仅是具有明显的边缘，同时道路线也具有明显的宽度，因此考虑如表I所示的模板对图像进行卷积，之后再对卷积图像进行阈值化，采取固定的阈值(灰度值220)，得到二值化图像，如图4所示。但是，其道路线为不连续的线条，因此再进行帧间叠加使得道路线成为连续的线。表I
权利要求
1.一种基于路面标识识别违规驾驶行为的方法，其特征在于，包括以下步骤: 获取车辆行驶的道路图像，并对所述道路图像进行预处理以生成所述道路图像的二值化图像； 根据所述二值化图像中的白像素点确定道路的边界以生成道路边界线； 从所述道路图像中检测与所述道路边界线对应的道路线之间是否有引导标识，其中，所述引导标识包括公交专用标识和方向标识；以及 当所述引导标识为方向标识时，根据所述方向标识和车辆状态信息判断所述车辆是否违规行驶。
2.如权利要求1所述的基于路面标识识别违规驾驶行为的方法，其特征在于，当引导标识为公交车专用车道标识时，向驾驶员发出提示信息。
3.如权利要求1或2所述的基于路面标识识别违规驾驶行为的方法，其特征在于，所述引导标识和引导标识模板的特征相似度小于阈值时，则所述引导标识与相对应的引导标识模板相同。
4.如权利要求1所述的基于路面标识识别违规驾驶行为的方法，其特征在于，所述预处理包括线性滤波和帧间叠加。
5.一种基于路面标识识别违规驾驶行为的系统，其特征在于，包括: 预处理模块，用于获取车辆行驶的道路图像，并对所述道路图像进行预处理以生成所述道路图像的二值化图像； 生成模块，用于根据所述二值化图像中的白像素点确定道路的边界以生成道路边界线.检测模块，用于从所述道路图像中检测与所述道路边界线对应的道路线之间是否有引导标识，其中，所述弓I导标识包括公交专用标识和方向标识；以及 处理模块，用于当所述引导标识为方向标识时，根据所述方向标识和车辆状态信息判断所述车辆是否违规行驶。
6.如权利要求5所述的基于路面标识识别违规驾驶行为的系统，其特征在于，所述处理模块还用于当引导标识为公交车专用车道标识时，向驾驶员发出提示信息。
7.如权利要求5或6所述的基于路面标识识别违规驾驶行为的系统，其特征在于，所述引导标识和引导标识模板的特征相似度小于阈值时，则所述引导标识与相对应的引导标识模板相同。
8.如权利要求5所述的基于路面标识识别违规驾驶行为的系统，其特征在于，所述预处理包括线性滤波和帧间叠加。
全文摘要
本发明提出一种基于路面标识识别违规驾驶行为的方法及系统。其中，方法包括以下步骤获取车辆行驶的道路图像，并对道路图像进行预处理以生成道路图像的二值化图像；根据二值化图像中的白像素点确定道路的边界以生成道路边界线；从道路图像中检测与道路边界线对应的道路线之间是否有引导标识，其中，引导标识包括公交专用标识和方向标识；以及当引导标识为方向标识时，根据方向标识和车辆状态信息判断车辆是否违规行驶。根据本发明实施例的方法，通过生成道路图像的二值化图像，并在该二值化图像中判别引导标识识别驾驶是否规范，提前预防了交通事故的发生，进而提高了驾驶的安全性。
文档编号G06K9/00GK103116748SQ201310077048
公开日2013年5月22日 申请日期2013年3月11日 优先权日2013年3月11日
发明者成波, 王文军, 张波, 王生进 申请人:清华大学