大約十年前,當(dāng)谷歌還在試驗(yàn)一輛原型車的時(shí)候,我想到了自己的第一輛自動(dòng)駕駛汽車,當(dāng)時(shí)我立刻被這個(gè)想法迷住了。不可否認(rèn)的是,我必須等待一段時(shí)間,直到這些概念向社區(qū)開放,現(xiàn)在看來等待確實(shí)是值得的
我最近試驗(yàn)了一些與計(jì)算機(jī)視覺有關(guān)的自動(dòng)駕駛汽車概念,里面包括車道檢測(cè),它實(shí)際上是設(shè)計(jì)任何一款自主汽車的核心概念。以下是我們將在本視頻中構(gòu)建的車道檢測(cè)系統(tǒng):https://youtu.be/sYhZbhT-Smw很酷,對(duì)吧?在這個(gè)教程中,我會(huì)使用OpenCV庫進(jìn)行車道檢測(cè)和自動(dòng)駕駛汽車。當(dāng)然,在本教程中,我們還將引入Python代碼。目錄車道檢測(cè)概念解釋問題陳述什么是幀掩碼?車道檢測(cè)的圖像預(yù)處理用OpenCV在Python中實(shí)現(xiàn)車道檢測(cè)。車道檢測(cè)概念解釋:那么什么是車道檢測(cè)?以下是百度百科對(duì)車道的定義:車道,又稱行車線、車行道,是用在供車輛行經(jīng)的道路,在一般公路和高速公路都有設(shè)置,高速公路對(duì)車道使用帶有法律性質(zhì)的規(guī)則,例如行車道和超車道。
對(duì)其進(jìn)行定義是很重要的,因?yàn)樗刮覀兡軌蚶^續(xù)進(jìn)行車道檢測(cè)概念。我們?cè)诮⒁粋€(gè)系統(tǒng)時(shí)不能有任何含糊不清的地方。正如我前面提到的,車道檢測(cè)是自動(dòng)駕駛汽車的關(guān)鍵組成部分,這是駕駛場(chǎng)景理解的重要研究課題之一。一旦獲得車道位置,車輛就知道去哪里,并避免撞上其他車道或離開道路。這樣可以防止駕駛員/車輛系統(tǒng)偏離車道。以下是一些隨機(jī)道路圖像(第一行)及其檢測(cè)到的車道(第二行):
問題陳述我們希望執(zhí)行的任務(wù)是實(shí)時(shí)檢測(cè)視頻中的車道。我們可以通過多種方式進(jìn)行車道檢測(cè),我們可以使用基于學(xué)習(xí)的方法,例如在帶注釋的視頻數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型,或者使用預(yù)訓(xùn)練好的模型。然而,也有更簡(jiǎn)單的方法來執(zhí)行車道檢測(cè)。在本文中,我將向你展示如何在不使用任何學(xué)習(xí)模型的情況下完成此任務(wù)。但是我們將使用Python中流行的OpenCV庫。下面是我們將要處理視頻的一個(gè)幀:
正如我們?cè)谶@張圖片中看到的,我們有四條車道被白色的車道標(biāo)線隔開。所以,要檢測(cè)車道,我們就必須檢測(cè)車道兩邊的白色標(biāo)記。這就引出了一個(gè)關(guān)鍵問題——我們?nèi)绾螜z測(cè)車道標(biāo)線?除了車道標(biāo)線之外,場(chǎng)景中還有許多其他對(duì)象,如道路上有車輛、路側(cè)護(hù)欄、路燈等。在視頻中,每一幀都會(huì)有場(chǎng)景變化,這很好地反映了真實(shí)的駕駛情況。因此,在解決車道檢測(cè)問題之前,我們必須找到一種方法來忽略駕駛場(chǎng)景中不需要的對(duì)象。我們現(xiàn)在能做的一件事就是縮小感興趣的領(lǐng)域。與其使用整個(gè)幀,不如只使用幀的一部分。在下面的圖像中,除了車道的標(biāo)記之外,其他所有內(nèi)容都隱藏了。當(dāng)車輛移動(dòng)時(shí),車道標(biāo)線將或多或少地落在該區(qū)域內(nèi):
在下一節(jié)中,我將向你展示如何編輯視頻幀以選擇特定區(qū)域。你還將了解一些必要的圖像預(yù)處理操作。什么是幀掩碼(Frame Mask)?在這里,幀掩碼只是一個(gè)NumPy數(shù)組。當(dāng)我們想對(duì)圖像應(yīng)用掩碼時(shí),只需將圖像中所需區(qū)域的像素值更改為0、255或任何其他數(shù)字。下面給出了一個(gè)圖像掩蔽的例子,圖像中某個(gè)區(qū)域的像素值已設(shè)置為0:
這是一種非常簡(jiǎn)單但有效的從圖像中去除不需要的區(qū)域和對(duì)象的方法。車道檢測(cè)的圖像預(yù)處理我們將首先對(duì)輸入視頻中的所有幀應(yīng)用掩碼,然后我們將應(yīng)用圖像閾值化和霍夫線變換來檢測(cè)車道標(biāo)線。圖像閾值化在這種方法中,灰度圖像的像素值根據(jù)閾值被指定為表示黑白顏色的兩個(gè)值之一,因此如果一個(gè)像素的值大于一個(gè)閾值,它被賦予一個(gè)值,否則它被賦予另一個(gè)值。
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