自动驾驶汽车可用于处理急转弯的 3 种技术

2022-02-12 11:33:13 浏览数 (1)

自动驾驶汽车需要感知不同颜色和不同光照条件下的车道线,才能准确检测车道。除了速度和汽车动力学之外,它还应该知道车道曲率,以确定保持在车道上所需的转向角。

我们将介绍几种技术,使自动驾驶汽车可以用来在不同条件下找到车道线

技术

  1. 色彩空间
  2. 索贝尔算子
  3. 曲率半径

色彩空间

RGB 颜色空间适用于带有白色通道的图像,它与其他彩色车道相比有局限性。让我们来探索其他色彩空间,如 HSV(色相、饱和度、值)和 HLS(色相、亮度、饱和度)等。

色调代表独立于任何亮度变化的颜色,亮度值是测量颜色明暗度的不同方法,饱和度是色彩的量度。

如下图所示,带有黄色车道线的图像被分成 RGB 和 HLS。

只有 R、G 和 S 通道显示对应于黄色车道线的高像素强度,蓝通道的黄色像素强度为零。

通过为该通道选择最佳通道和正确的颜色阈值,我们现在可以更准确地识别黄色车道线,如下所示。

然而,即使是 S 通道也无法检测到阴影区域下的黄色车道

索贝尔算子

由于车道线是垂直的,我们可以以更智能的方式使用梯度来检测更可能是车道的陡峭边缘。

对图像应用Sobel算子是一种在 x 或 y 方向上获取图像导数的方法。通过选择 x 方向的梯度(Sobel x 算子)并调整该梯度的强度,我们现在可以找到 S 通道无法检测到的车道部分,如下图所示。

我们现在可以结合上述每种技术(Sobel x 和 S 通道)识别的像素,在不同的照明条件下更准确地找到黄色车道线,如下所示。

尽管我们的算法现在可以检测不同颜色和不同光照条件下的车道,但当遇到急转弯时,它仍然可能会失败。

曲率半径

车道曲率的知识对于车辆保持在车道上是必要的。透视变换改变了我们的视角,从不同的视角和角度观看同一场景。鸟瞰图,让我们将多项式拟合到车道线,然后我们从多项式中提取车道曲率。

透视变换图像

绘制直方图并找到上图左右半部分的峰值,给出左右车道的起始位置,如下所示。

用于查找左右车道基准的直方图

滑动窗口

使用起始位置,并在图像上应用滑动窗口技术,我们可以将多项式拟合到车道线,如下所示。

多项式拟合车道

曲率半径和车道中心偏移

将像素转换为米,并重新计算多项式拟合以确定曲率半径(米),如下所示。

结果

连续帧在相似位置具有车道线。因此,为了在下一帧中找到车道像素,我们可以在一定范围内搜索先前检测到的车道线位置。

上述技术的应用使汽车能够在不同照明条件(亮光和阴影区域)下以及陡峭弯道上准确识别不同颜色(黄色和白色)的车道。

0 人点赞