車道偵測流程

車 道 偵 測 模 式 分 為 初 始 偵 測 模 式 與 連 續 偵 測 模 式 ， 若 無 前 張 影 像 資 訊 時 使 用 初 始 偵 測 模 式 偵 測 影 像 ， 反 之 則 使 用 連 續 偵 測 模 式 偵 測 。

2.3.1 初始偵測模式

初 始 偵 測 模 式 流 程 如 圖 2.4 所 示 ， 首 先 執 行 初 始 資 訊 程 序 ， 依 據 影 像 u 分 割 成 幾 個 區 塊 (zone)， 如 圖 2.5 所 示 。 由 下 至 上 逐 區 塊 搜 尋 標 線 資 訊 (初 始 模 式 )， 每 區 塊 搜 索 結 束 後 累 計 偵 測 資 訊 ， 直 至 累 計 超 過 15 列 標 線 資 訊 為 止 。 在 初 始 資 訊 程 序 中 使 用 初 始 參 數 (首 先 使 用 A 樣 板 )計 算 搜 尋 區 間 ROI，

程 序 成 功 結 束 後 即 更 新 道 路 模 型 參 數W、W_M、tanθ 及 多 項 式 參 數b 、₀ b 、₁ b 、₂ b₃後 進 入 連 續 資 訊 程 序 。 若 初 始 程 序 失 敗 則 更 換 初 始 ROI 樣 板 重 新 搜 尋 (共 有 六 種 初 始 ROI 樣 板，A、M、P、Q、

R、 L 依 序 更 換 。 如 圖 2.6 所 示 )。

在 連 續 資 訊 程 序 中 依 據 初 始 資 訊 程 序 更 新 後 的 參 數 進 行 ROI 的 計 算 ， 搜 索 方 式 使 用 連續模式， 在 結 束 每 個 區 間 搜 尋 後 馬 上 更 新 道 路 模 型 參 數 及 多 項 式 參 數 供 下 一 區 間 使 用 。 連 續 資 訊 程 序 主 要 分 為 兩 段 進 行 ， 第 一 段 自 初 始 資 訊 程 序 結 束 列 開 始 向 前 搜 尋 (index 遞 減 搜 索 )，第 二 段 主 要 搜 索 初 始 資 訊 程 序 未 搜 索 的 區 間 為 主 (index 遞 增 搜 索 )。程 序 結 束 後 若 累 計 標 線 資 訊 已 達 標 準 (滿 足 45 列 單 邊 或 雙 邊 搜 尋 成 功 、 且 最 少 30 列 雙 邊 搜 尋 成 功 )則 判 斷 為 偵 測 成 功 。 若 判 斷 為 偵 測 失 敗 則 更 換 初 始 ROI 樣 板 重 新 偵 測 ， 直 至 六 種 初 始 ROI 樣 板 全 部 偵 測 結 束 。

2.3.2 連續偵測模式

連 續 偵 測 模 式 將 前 張 影 像 偵 測 結 果 當 成 初 始 參 數 ， 跳 過 初 始 資 訊 程 序 ， 直 接 進 入 連 續 資 訊 程 序 。 判 斷 偵 測 成 功 、 失 敗 標 準 同 初 始 偵 測 模 式 。 若 偵 測 失 敗 則 重 新 執 行 初 始 偵 測 模 式 ， 重 新 偵 測 一 次 。 連 續 偵 測 模 式 影 像 區 塊 分 割 同 圖 2.5 所 示 。 連 續 偵 測 模 式 流 程 如 圖 2.7 所 示 。

圖 2.5 道 路 偵 測 區 間 劃 分 圖

◆參數初始化程序：

依據初始參數設定道路模型參數：路 面 寬 度W 、 標 線 寬 度

WM、傾 角 參 數 tanθ，多 項 式 參 數：b 、₀ b 、₁ b 、₂ b ，₃ 以及平均 亮度參數pre brightness_ 。在 初 始 偵 測 模 式 中 初 始 參 數 為 初 始 ROI 樣 板 ， 在 連 續 偵 測 模 式 中 初 始 參 數 為 前 一 影 像 偵 測 結 束 更 新 後 之 參 數 結 果。另 外e_u、H為 固 定 常 數，由 影 像 擷 取 環 境 決 定 之 。

(A) 泛 用 型 ROI (M) 直 線 型 ROI

(P) 偏 左 型 ROI (Q) 偏 右 型 ROI

(L) 左 彎 型 ROI (R) 右 彎 型 ROI

圖 2.6 六 種 初 始 ROI 樣 板

圖 2.4 初 始 偵 測 模 式 流 程 圖

圖 2.7 連 續 偵 測 模 式 流 程 圖

參數初始化¹

初 始 資 訊 程 序

初 始 資 訊 搜尋成功

連 續 資 訊 程 序 更 換 初 始 ROI 樣 板

(A、 M、 P、 Q、 R、 L 依 序 更 換 )

yes no

雙邊點位 >30 and

雙邊加單邊點位 > 45

偵 測 成 功 yes no

偵 測 失 敗 ROI 樣 板 =L

yes no

參數初始化¹

連 續 資 訊 程 序

yes no 連 續 資 訊

搜尋成功

偵 測 成 功 初 始 偵 測 模 式

圖 2.8 初 始 資 訊 程 序 流 程 圖

搜 尋 成 功 zone+1

row = zone_beginning

計 算 ROI²

搜 尋 ROI³

分 析 搜 尋 資 訊 ⁴ (雙 邊 分 析 模 式 )

row = zone_end

zone = final_zone or dual_counter > 15 row +1

yes no

yes no

dual_counter > 15 yes no

搜 尋 失 敗

zone = 0

更 新 道 路 模 型 、 多 項 式 參 數 ⁵

在連續偵測模式中

◆ROI 計算程序：

ROI 計算分為三種模式：初始模式、單一模式、連續模式。在初始 資訊程序下使用初始模式。在 連 續 資訊程序中 前列搜尋成功使用 連續模式，反之則為單一模式。

初始模式：使用初始 ROI 樣板相對應之參數。

單一模式：使用(2.28)、(2.30)計算。權值w_eight=2。

連續模式：使用(2.31)式計算。權值w_eight=4。

◆搜尋 ROI 程序：

在目前的興趣區間(ROI)內使用邊緣偵測方式(mask[1 –1])搜尋道 路標線，由於道路標線與週遭環境亮度具有高反差特徵、標線上亮 度相差不大、片 段 連 續、且標線線 寬 固 定。藉由以上特徵搜尋道 路標線。流程如圖 2.10 所示。搜尋結果存入暫存區，結束分析程 序後，結果為真再則丟入資料堆疊區供更新參數程序使用。

◆分析搜尋資訊程序：

此程序主要功能為判斷在 ROI 內所搜尋到的標線資訊是否為真。搜 尋 ROI 分成兩種模式：雙 邊 模式、單邊模式。在初始資訊程序使用 下雙 邊 模式。在 連 續 資訊程序中 使用單邊模式。流程分別如圖 2.11、2.12 所示。

◆更新道路模型、多項式參數程序：

使用(2.22)~(2.24)計算更新道 路 模 型 參 數W、 tanθ， 使用 (2.16)~(2.21)計算更新多 項 式 參 數b 、₀ b 、₁ b 、₂ b ，₃ 而W_M只 有 在 初 始 資 訊 程 序 完 成 時 更 新 ， 使 用 方 式 為 直 接 將 搜 尋 到 線 寬 資 訊 取 平 均 值 運 算 後 更 新 ， 參數變化如圖 2.13 所示。

1 20

Threxhold = grey_level (路面與標線灰階差距臨界值) 2 10

Threxhold = grey_level (標線表面灰度變化容許值) 4 40

Threxhold = grey_level (標線平均亮度變化容許值)

圖 2.10 搜尋 ROI 標線程序流程圖

Row_Image[M_R]+Threxhold2 yes

MR~M_L平均灰度 >

Row_Image[M_L]+Threxhold2 yes

3 75

Threxhold = cm (路寬變化容許值) 4 40

Threxhold = grey_level (標線平均灰度變化容許值)

圖 2.11 雙邊分析模式流程圖

no

yes

yes

yes

yes

儲存搜尋資訊 (標線座標、線寬、亮度)

更新W、W_M、tanθ

counter =1

yes

判斷為 True 判斷為 False

no no

no

no

雙邊分析模式

Counter+1、dual_counter+1

ROIR搜尋成功

ROIL 搜尋成功

路寬變化 < Threxhold3

左右標線亮度差<Threxhold4

yes

3 75

Threxhold = cm (路寬變化容許值) 4 40

Threxhold = grey_level (標線平均灰度變化容許值)

圖 2.12 單邊分析模式流程圖

(a) 初始資訊程序結果 (b) 連續資訊程序第一段結果

(c) 連續資訊程序第二段結果 (d) 初始偵測模式結果

(e) 搜尋 ROI 程序示意圖

圖 2.13 車道偵測流程示意圖