CN113627270B - 一种基于图像拼接和标线检测的公路里程定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于图像拼接和标线检测的公路里程定位方法，包括：获得任一图像的GPS定位和航向角；根据GPS定位和航向角对任一图像进行全局拼接；利用图像目标检测算法获取拼接图中的标线端部中心点；在里程整桩处的标线端部中心点线段上标记里程整桩点；对全部标线端部中心点和里程整桩点进行排序，并用线段连接相邻点；遍历求取与待测目标点最近的标记点；求取待测目标点与最近标记点相邻两条线段的垂足点，当垂足位于任一线段上时，以该线段上的垂足点为里程参考点T；沿车辆或机器人行进方向，得到里程参考点T与最近的里程整桩点之间的线段长度累计和M；根据最近的里程整桩点的里程与线段长度累计和M，求得目标点的里程值。

Description

一种基于图像拼接和标线检测的公路里程定位方法
技术领域
本发明涉及公路里程定位技术领域，尤其是一种基于图像拼接和标线检测的公路里程定位方法。
背景技术
随着高速公路建设工程的推进，高速公路里程逐年增加，对应高速公路相关智能装备逐渐投入工程使用。目前，现有技术中的通常采用参考起始里程桩号由车载里程计测量相对里程实现车辆或设备的公路里程定位，而车载里程计存在累计误差，并且受辆或设备实际行驶路径与理论里程参考线存在不确定偏差，从而现行技术公路里程定位精度较低，并且随行车距离越远误差越大。随着车载或智能装备对路面成像的技术的发展，可捕获具有路面视觉信息和高精度定位的图像数据，可作为建立高精度里程定位地图的数据源。
因此，急需要提出一种逻辑简单、准确可靠的基于图像拼接和标线检测的公路里程定位方法。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于图像拼接和标线检测的公路里程定位方法，本发明采用的技术方案如下：
一种基于图像拼接和标线检测的公路里程定位方法，其采用沿道面方向行进的车辆或机器人进行定位，行进的车辆或机器人搭载垂直朝向地面的CCD相机，所述公路里程定位方法包括以下步骤：
利用RTK和惯导进行车辆或机器人实时GPS定位；获得任一图像的GPS定位和航向角；
根据GPS定位和航向角对全部图像进行全局拼接，得到拼接图；
利用图像目标检测算法获取拼接图中的标线端部中心点；
连接相邻标线端部中心点，得到数段标线连接线段；
在标线连接线段上实际里程整桩号处标记整桩号标记点；
对全部线端部中心点和整桩号标记点进行排序，获得公路路线标记点，并将相邻公路路线标记点连接；
以待测目标点遍历求得与全部公路路线标记点的距离，并求得最小距离对应的公路路线标记点；
分别求得待测目标点与距离最小公路线路标记点相邻两条线段的垂足点，当垂足点在任一一条线段内时，以该垂足点为里程参考点T；沿车辆或机器人行进方向，得到里程参考点T与最近的里程整桩点之间的线段长度累计和M；
根据最近的里程整桩点的里程与线段长度累计和M，求得目标点的里程值。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明巧妙地利用图像识别和全局拼接检测得到标线端部中心点；其中，拼接图像中每个像素位置均具有GPS坐标。本发明利用目标点与标线端部中心点组成线段的垂足点与最近的里程整桩点的线段和求得目标点的里程，从而基于高精度GPS定位图像数据实现任意GPS目标点高精度里程定位。综上所述，本发明具有逻辑简单、准确可靠等优点，在公路里程定位技术领域具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的道路全局拼接示意图。
图2为本发明的标线端部中心点的示意图。
图3为本发明的里程整桩点布设示意图。
图4为本发明的公路路线标记点的连线示意图。
图5为本发明的目标点的垂线连接示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例
如图1至图5所示，本实施例提供了一种基于图像拼接和标线检测的公路里程定位方法，其采用沿道面方向行进的车辆或机器人进行定位，行进的车辆或机器人搭载朝向地面的CCD相机。
具体来说，公路里程定位方法包括以下步骤：
第一步，车辆或机器人沿道路方向行进，并利用CCD相机垂直朝向路面采集道路图像；同时，利用RTK和惯导进行车辆或机器人实时GPS定位；获得任一图像的GPS定位和航向角；
第二步，根据GPS定位和航向角对任一图像进行全局拼接，得到拼接图。其中，全局拼接为现有技术。
第三步，利用图像目标检测算法获取拼接图中的标线端部中心点，连接相邻标线端部中心点形成标记线段。
第四步，根据现场整数桩号路牌在拼接图像对应标记线段上标记里程整桩点。对全部标线端部中心点和里程整桩点按行车方向进行排序获得公路路线标记点，依次为P1、P2…PN。相邻点间以直线连接获得线段L1、L2…LN-1。
第五步，以待测目标点遍历求得与全部公路路线标记点的距离，并求得最小距离对应的公路路线标记点Pi；
第六步，分别求得待测目标点与Pi相邻两条线段Li、L(i+1)的垂足点，当垂足点在任一一条线段内时，以该垂足点为里程参考点T。
第七步，沿车辆或机器人行进方向，得到里程参考点T与最近的里程整桩点之间的线段长度累计和M。
第八步，根据最近的里程整桩点的里程与线段长度累计和M，求得目标点的里程值。例如以车辆或机器人行进方向上的前一里程整桩点的里程为K为例，则目标点的里程为K+M。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于图像拼接和标线检测的公路里程定位方法，其特征在于，采用沿道面方向行进的车辆或机器人进行定位，行进的车辆或机器人搭载垂直朝向地面的CCD相机，所述公路里程定位方法包括以下步骤：
利用RTK和惯导进行车辆或机器人实时GPS定位；获得任一图像的GPS定位和航向角；
根据GPS定位和航向角对全部图像进行全局拼接，得到拼接图；
利用图像目标检测算法获取拼接图中的所有标线端部中心点；
连接相邻标线端部中心点，得到数段标线连接线段；
在标线连接线段上实际里程整桩号处标记整桩号标记点；
对全部线端部中心点和整桩号标记点进行排序，获得公路路线标记点，并将相邻公路路线标记点连接；
以待测目标点遍历求得与全部公路路线标记点的距离，并求得最小距离对应的公路路线标记点；
分别求得待测目标点与距离最小公路线路标记点相邻两条线段的垂足点，当垂足点在任一一条线段内时，以该垂足点为里程参考点T；
沿车辆或机器人行进方向，得到里程参考点T与最近的里程整桩点之间的线段长度累计和M；
根据最近的里程整桩点的里程与线段长度累计和M，求得目标点的里程值。
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