其他分享
首页 > 其他分享> > 双车组三轮图像处理总结:18cm三轮摄像头图像处理

双车组三轮图像处理总结:18cm三轮摄像头图像处理

作者:互联网

LeviKing98 2021-04-11 Sunday  

前言


或许是有幸,参加了第十五届智能车竞赛,在这一年里,经历了很多,少有满意,认识了很多人,感谢相识。
比赛将要结束,我也将离智能车越来越远。但毕竟也曾热爱、付出过,希望能把我的一些经验写下来,至少留下一个痕迹,也能给一些准备比赛或像参加比赛的选手提供一些帮助。

可能由于疫情原因,比赛不仅提前了,而且准备时间还相比之前减少了很多,因此第十五届智能车竞速赛的赛道元素相比去年删去了一些,而仅仅新加了一个车库元素。因此,在图像方面,负担减轻了很多。

车模基本参数:
车模:F车模
摄像头:130°普通无畸变摄像头
高度:摄像头镜面中心高度18.5cm
前瞻:前瞻2.5-3m

一.扫线方式

感谢聪聪在八领域方面的帮助@zcc。八领域实现原理在网上可以很容易找到,不再赘述。

主要讲一讲我是如何使用八领域的。

1.寻找赛道

1)种子寻找


定一个底行初始位置,从中间分别向两边寻找边线的种子。

2)八领域寻线


利用八领域,由种子生长出整条边界。

3)在边界中提取边线

通过遍历八领域得到的连续边界,提取出用于计算中值的边线。

图中,左边蓝线与右边绿线为每行的边线,下图为分离图:

4)计算中值

2.赛道信息提取

1)边界生长方向信息


可以把领域的生长方向记录下来,作为边界的特征之一

2)拐点的寻找

【①直角型拐点】

直角型拐点的特征较为明显,边界在直角的顶点会急剧转向接近90°的另一个方向,常出现在十字中。
拿十字举例:

▲ 二值图

▲ 二值图

▲ 边界图

▲ 边界图

可以通过边界生长方向的变化来寻找:

▲ 搜索边界方向

▲ 搜索边界方向

或者通过斜率的突变来寻找:
▲ 通过斜率来搜索

▲ 通过斜率来搜索

【②圆弧形拐点】

因为赛道弯曲形成的拐点,回拐的程度较小,常出现在弯道或环岛中。拿小弯举例:

▲ 二值图

▲ 二值图

▲ 边界图

▲ 边界图

▲ 拐点位置

▲ 拐点位置

3)边界的方差(或绝对值)计算

【①最小二乘法】

这里使用最简单的拟合一次函数曲线的最小二乘法,网上很多教程与实例,不再赘述。

用最小二乘法拟合出的直线计算与边界像素点的方差(或绝对值)


如图所示,可以直观看出像素点偏移直线程度。

4)边界的斜率

由最小二乘法得到的一次函数得到边界的总体斜率。

二.赛道元素判断

1.正如十字元素

也就是正入十字。

1)判断条件

▲ 二值图

▲ 二值图

▲ 边界图

▲ 边界图

判断步骤:
① 找到左前拐点
②左边线向左横向生长像素点较多
③找到右前拐点
④右边线向右横向生长像素点较多

2)拉线处理

【①十字前】

分别将左右前后两个拐点相连:

 

【②十字中】

找到两个后拐点,利用最小二乘法前拉边线:


 

2.斜入十字(举一种情况)

1)判断条件

▲ 二值图

▲ 二值图

▲ 边界图

▲ 边界图

判断步骤:
①找到右前拐点
②右前边界向右横向生长的点数较多
③找到右后拐点
④找到左后拐点

2)拉线处理

①将右边两个拐点相连

②利用最小二乘法前拉左后拐点高行的直线

▲ 拉线处理的过程

▲ 拉线处理的过程

3.环岛元素

1)判断条件

以左环岛为例。

▲ 二值图

▲ 二值图

▲ 边界图

▲ 边界图

判断步骤:
①左拐点
②左前边线横向生长的点较多
③右边界从底行到高行为直线,方差很小
判断条件较为简单,如果不放心,可以再提取左上圆环特征。

2)拉线处理

整个环岛处理为一个状态机,大致拉线如下:

① 左前直角型拐点与左后圆弧形拐点相连


② 左后圆弧形拐点拉线


③ 入环拐点拉到右边低行

④ 内正常边线


⑤ 开始出环先拉右线


⑥ 左后拐点与左前边线起始处相连


⑦ 二乘法将左后拐点拟线前拉

4.车库元素-入车库

1)判断条件

▲ 二值图

▲ 二值图

▲ 边界图

▲ 边界图

判断步骤:
①找到左前拐点
②右边界为直线,方差较小
③扫到斑马线
④横向生长的点数较多(或左前拐点后的边界斜率很小很小)

2)拉线处理

① 将左后拐点拉到左前拐点纵坐标位置的右边线

② 将左后边线的起始位置拉到右下角


③ 当左后拐点小于一定行数,利用最小二乘法将左后拐点的线拟合到右下角

④ 进入车库,正常扫线

5.车库元素-出库车库

1)判断条件

无需判断,手动预设

2)拉线处理(以右出库为例)

① 在库内,拉直线


② 左前拐点小于某行或丢失,开始拉线


③ 避开斑马线进行扫线,直接拉到左下角


④ 出库基本完成,正常扫线

6.坡道元素

1)判断条件

判断条件:
① 高行行间距变小
② 高行与低行都是直线,方差很小

2)状态判断

①上坡前,边线延伸至顶行,行间距较大


②上坡时,边线顶端只能够到达中间行


③下坡时,边线又延伸至顶端,高行行间距变小

④下到坡底,行间距变宽

⑤坡道结束,回到正常赛道

3)拉线处理

①在坡顶时,只处理低行中线,减少因坡顶的视野太远导致的误扫边界的影响


②其他时候正常扫线

7.会车

1)判断条件

▲ 二值图

▲ 二值图

▲ 边界图

▲ 边界图

在道路中间由下往上找种子,找到后车车模并扫线:

①找到车的四个拐点

②拐点前后边界的生长特征

③两个前拐点之间的距离符合正常后车长度

2)拉线处理

①将两个拐点中间的像素点作为后车中点

②将中点与最低行中点拉线

8.弯道

1)小弯道

判断标准:
①多处圆弧型拐点
②边界存在一定的方差
③边界的斜率一定范围内

2)大弯道

判断标准:
①一处圆弧拐点
②边线方差较大
③边界的斜率超出一定范围

9.长直道

判断标准:
①不存在圆弧拐点
②边线方差很小
③边界的斜率稳定在很小范围之内

10.反光判断

利用生长方向的异常来判断是否反光。

结束语

智能车让我学到了很多。

标签:判断,边界,拉线,拐点,图像处理,车组,边线,三轮,二值
来源: https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/115590470