基于图像处理的车道线识别算法研究

长春理工大学本科毕业论文I基于图像处理的车道线识别算法研究摘要为了提高车道线识别算法的实时性和准确性，提出了一种基于改进Hough变换的车道线检测方法。在车道线的预处理阶段，首先确定图像中的感兴趣区域，然后对图像进行平滑处理、自适应阈值分割、边缘检测，从而减少了后期的处理数据量，排除了大部分的干扰因素。在车道线的识别阶段，根据圆和椭圆的性质，对传统的霍夫变换进行改进，极大减小了在检测圆和椭圆时的计算量，并提高了检测的准确性。最后使用OpenCV图像处理库编写程序，证明了新算法的正确性，得到了理想的结果。关键词：车道线识别椭圆检测霍夫变换长春理工大学本科毕业论文IIStudyonLaneMarkIdentificationAlgorithmBasedonImageProcessingAbstractInordertoimprovethereal-timeandaccuracyoflanerecognitionalgorithm,pre-sentsamethodoflanedetectionbasedonimprovedHoughtransform.Thepreprocessingstageinthelaneline,firstdeterminetheimageoftheregionofinterest,andthensmoothing,adaptivethresholdsegmentation,edgedetectionofimage,therebyreducingtheamountofdataprocessingstage,mostoftheinterferencefactors.Therecognitionphaseinthelaneline,accordingtothenatureofthecircleandellipse,improvementoftheHoftransformtothetraditional,greatlyreducestheamountofcomputationinthede-tectionofcircleandellipse,andimprovetheaccuracyofdetection.Finally,theuseofOpenCVimageprocessinglibraryprogram,provedthecorrectnessofthenewalgorithm,andthedesiredresult.KeyWords：lanemarkidentification；ellipsedetection；houghtransform长春理工大学本科毕业论文III目录摘要...........................................................................IAbstract........................................................................II目录.........................................................................III第1章绪论..................................................................11.1研究背景...........................................................................................................................12.1国内外研究现状...............................................................................................................21.2.1国外研究现状....................................................21.2.2国内研究现状....................................................33.1论文主要内容...................................................................................................................3第2章车道线的预处理........................................................52.1认识车道线.......................................................................................................................52.1.1车道线的基本分类................................................52.1.2车道线的标划区分................................................62.1.3车道线的基本形状................................................62.2感兴趣区域.......................................................................................................................62.3平滑滤波...........................................................................................................................72.3.1均值滤波........................................................72.3.2中值滤波........................................................82.3.3高斯滤波........................................................92.3.4平滑滤波总结...................................................102.4二值化............................................................................................................................102.4.1二值化的基本概念...............................................102.4.2大津法自适应阈值分割...........................................102.5边缘提取........................................................................................................................112.5.1Sobel算子.....................................................122.5.2Canny算子.....................................................132.5.3Sobel算子和Canny算子的比较...................................14第3章Hough变换直线和椭圆的检测...........................................153.1Hough变换直线检测....................................................................................................153.1.1Hough变换直线检测的基本原理...................................153.1.2Hough变换的缺陷和改进.........................................163.2Hough变换圆检测........................................................................................................17长春理工大学本科毕业论文IV3.2.1Hough变换圆检测的基本原理.....................................173.2.2对hough变换圆检测算法的改进...................................183.2.3最小二乘法求曲线上一点的切线...................................183.3Hough变换椭圆检测....................................................................................................19第4章车道线的识别.........................................................22结论..........................................................................25参考文献：....................................................................26致谢..........................................................................28附录1.........................................................................29长春理工大学本科毕业论文1第1章绪论1.1研究背景车道线的识别是图像处理和交通智能化领域的一个重要分支，特别是近年来，随着只能汽车、自动识别的发展和应用，车道线识别的研究得到了长足的发展，并且会在未来随着人们对识别精度、速度的要求越来越高，车道线识别领域的研究将会愈发火热，可以说这是一个方兴未艾的研究领域。车道线识别的研究成果很大程度上得益与数字图象处理和计算机技术的发展。数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。早期的图像处理的目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像，常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室（JPL）。他们对航天探测器徘徊者7号在1964年发回的几千张月球照片使用了图像处理技术，如几何校正、灰度变换、去除噪声等方法进行处理，并考虑了太阳位置和月球环境的影响，由计算机成功地绘制出月球表面地图，获得