Ước tính vạch tâm đường

Một phần của tài liệu TÌM HIỂU về NHẬN DẠNG ĐƯỜNG đi CHO ô tô CHẠY tự ĐỘNG (Trang 48)

Giai đoạn thứ hai của tìm kiếm làn đường là ước tính hình học làn xe sử dụng một bộ phận quang trọng để phát hiện vệt sơn đường và lề đường, cả hai được mô tả bằng những đường cong tuyến tính từng phần. Vạch tâm đường được biểu diễn bằng các phân đoạn parabol cục bộ và ước tính trong hai bước. Đầu tiên, xây dựng một hình ảnh mô tả cho vạch tâm đường D, trong đó giá trị của mỗi điểm ảnh D (p) của hình ảnh tương ứng với các mô tả cho thấy một điểm p = [px, py] trong khung tọa độ cục bộ nằm ở chính giữa của một làn đường. Thứ hai, các phân đoạn parabol được trang bị cho D và được xác định là vạch tâm đường dự kiến.

Để xây dựng D, phát hiện vệt sơn đường và lề đường được sử dụng để tăng hoặc giảm giá trị của các điểm ảnh trong hình ảnh và có tầm quan trọng theo thời kì (phát hiện cũ hơn có tầm quan trọng ít hơn). Giá trị của D tại một điểm ảnh tương ứng với điểm p được tính bằng tổng những tác động của mỗi vệt sơn đường và những phát hiện lề đường di tại điểm p:

 (di) biểu thị khoảng thời gian từ lúc nhận được di .

 λ là một hằng số phân rã.

 g (di, p) là ảnh hưởng của di tại p,chọn λ = 0,7.

Trước khi mô tả cách xác định tác động cần chú ý các đặc điểm sau: Đầu tiên, một làn đường dự kiến là một nửa chiều rộng làn đường tính từ dải sơn đường hoặc lề đường. Thứ hai, 88% các tuyến đường của Mỹ rộng từ 3.05 và 3.66m (theo USDOT, liên bang quản lý đường cao tốc, Văn phòng Quản lý Thông tin năm 2005). Thứ ba, lề đường giúp thông tin về sự xuất hiện của một làn đường khác từ vệt sơn đường. Từ những chú ý trên, các đặc điểm của vệt sơn đường và phát hiện lề đường, hệ thống xác định hai chức năng frp(x) và fcb(x), trong đó x là khoảng cách Euclide từ di đến p:

Các hàm frp và fcb là hàm trung gian được sử dụng để tính toán ảnh hưởng của phát hiện vệt sơn đường và lề đường. Lần lượt trên D, frp được chọn tối thiểu tại x=0 và tối đa bằng một nửa làn đường (rộng 1,83m); fcb cho biết phát hiện lề đường chỉ được sử dụng để làm giảm các dấu hiệu cho một vạch tâm đường. Cho c là điểm gần nhất từ di đến p. Ảnh hưởng thực tế của một phát hiện được tính như sau:

Điều kiện cuối cùng này được giới thiệu bởi vì vệt sơn đường và lề đường được quan sát thấy chỉ trong phần nhỏ. Hiệu quả là một phát hiện chỉ ảnh hưởng đến những giá trị tức thời mô tả vạch tâm đường tiếp theo để phát hiện vệt sơn đường không ở phía trước hoặc phía sau nó.

Trong thực tế, D có thể được khởi tạo một lần và từng bước cập nhật bằng cách thêm những ảnh hưởng mới của những phát hiện. Khi D đã được xây dựng, tập R các điểm gờ được xác định bằng cách quét D cho điểm cực đại cục bộ theo các đường liên tục hoặc một cột và trên một ngưỡng tối thiểu. Tiếp theo, thuật toán RANSAC (Fischler & Bolles, 1981) được sử dụng để điền vào phân đoạn parabol của các điểm gờ. Tại mỗi lần lặp RANSAC, ba điểm gờ được chọn ngẫu nhiên điền vào ba điểm parabol. Các đường chuẩn của parabol được chọn thành phần cơ bản của ba điểm.

Để xác định tập hợp quỹ đạo cho một parabol, đầu tiên phải tính toán hệ số ma trận hình nón C của nó (Hartley & Zisserman, 2001) và xác định các thiết lập của quỹ đạo dự kiến L để chứa các điểm gờ trong một số khoảng cách đại số α của C:

Trong các thử nghiệm, chọn α = 1. Parabol sau đó được cập nhật lại một lần để L sử dụng một phương pháp bình phương tuyến tính nhỏ nhất và tính toán một tập hợp quỹ đạo dự kiến. Tiếp theo, các quỹ đạo dự kiến được phân chia thành phần kết nối, nơi một điểm gờ được kết nối tất cả các điểm gờ lân cận trong bán kính một 1m. Tập hợp các điểm gờ trong thành phần lớn nhất được chọn là tập hợp quỹ đạo thực tế cho parabol. Mục đích của bước phân vùng này là đảm bảo rằng một parabol không được lắp trên nhiều gờ và yêu cầu toàn bộ gờ xác định được kết nối. Cuối cùng, số điểm cho toàn bộ parabol được tính như sau:

Sự đóng góp của quỹ đạo dự kiến với tổng số điểm parabol tỉ lệ nghịch với khoảng cách đại số của quỹ đạo dự kiến, với mỗi quỹ đạo dự kiến đóng góp số lượng điểm tối thiểu. Kết quả tổng thể là parabol với nhiều quỹ đạo dự kiến tốt thì có số điểm lớn nhất. Nếu số điểm của một parabol dưới một ngưỡng, nó được loại bỏ.

Hình 2.24: Mô tả hình ảnh vạch tâm đường, sử dụng các phát hiện lề đường và phát hiện vệt sơn đường. Vạch tâm đường dự kiến được xác định bởi phân đoạn parabol phù hợp với các điểm gờ trong hình ảnh.

Sau 200 lần lặp RANSAC, parabol với số điểm lớn nhất được chọn là một vạch tâm đường dự kiến. Các điểm trong quỹ đạo dự kiến của nó được loại bỏ từ tập hợp các điểm gờ và tất cả parabol còn lại được trang bị lại và sử dụng điều này làm giảm tập hợp các điểm gờ. Số điểm tốt nhất tiếp theo được chọn, và quá trình này được lặp đi lặp lại để tạo ra tối đa năm vạch tâm đường dự kiến (Hình 2.24).

Một phần của tài liệu TÌM HIỂU về NHẬN DẠNG ĐƯỜNG đi CHO ô tô CHẠY tự ĐỘNG (Trang 48)