基于ADAS的车道线检测算法matlab仿真

简介: **摘要:**基于ADAS的车道线检测算法利用Hough变换和边缘检测在视频中识别车道线,判断车道弯曲情况,提供行驶方向信息,并高亮显示。在MATLAB2022a中实现,系统包括图像预处理(灰度化、滤波、边缘检测)、车道线特征提取(霍夫变换、曲线拟合)和车道线跟踪,确保在实时场景中的准确性和稳定性。预处理通过灰度转换减少光照影响,滤波去除噪声,Canny算法检测边缘。霍夫变换用于直线检测,曲线拟合适应弯道,跟踪则增强连续帧的车道线检测。

1.课题概述
基于ADAS的车道线检测算法,通过hough变换和边缘检测方法提取视频样板中的车道线,然后根据车道线的弯曲情况,判决是直形,右转或者左转等。并用高亮标注车道线和车辆前方路面。

2.系统仿真结果

1.jpeg
2.jpeg

3.核心程序与模型
版本:MATLAB2022a
``` Pt_line_dir1 = cross(l1,l2);
Pt_line_dir1 = Pt_line_dir1 ./ Pt_line_dir1(3);

     Pt_line_dir2 = cross(l3,l2);
     Pt_line_dir2 = Pt_line_dir2 ./ Pt_line_dir2(3);

     Pt_vdir1     = cross(Vle1, l2);
     Pt_vdir1     = Pt_vdir1 ./ Pt_vdir1(3);

Pt_vratio = Pt_vdir1(1) / size(II0,2);
% 设定动作名称为'左弯'
if Pt_vratio> 0.47 &&Pt_vratio< 0.485
Actions = '左弯';
flag = 1;
elseif Pt_vratio>= 0.485 &&Pt_vratio<= 0.51% 设定动作名称为'直行'
Actions = '直行';
flag = 0;
else
Actions = '右弯';% 设定动作名称为'右弯'
flag = -1;
end
% 插入一个透明的车道屏幕
x = [p1(1) Pt_line_dir1(1) Pt_line_dir2(1) p1(2)];
y = [p2(1) Pt_line_dir1(2) Pt_line_dir2(2) p2(2)];
Tmask = poly2mask(x,y,size(II0,1), size(II0,2));

     if flag==-1  % 如果标志位为-1,表示需要执行'右弯'动作  
         IIm0     = II0;

Rvedio(Tmask == 1) = 2Rvedio(Tmask == 1);
IIm0(:,:,1) = Rvedio;
end
if flag== 0 % 如果标志位为0,表示需要执行'直行'动作
IIm0 = II0;
Gvedio(Tmask == 1) = 2
Gvedio(Tmask == 1);
IIm0(:,:,2) = Gvedio;
end
if flag== 1 % 如果标志位为1,表示需要执行'左弯'动作
IIm0 = II0;
Bvedio(Tmask == 1) = 2*Bvedio(Tmask == 1);
IIm0(:,:,3) = Bvedio;
end

figure(1)
imshow(IIm0), hold on
if flag==-1% 显示车道
plot(p1,p2,'LineWidth',4,'Color','green');
plot([Pt_line_dir1(1),Pt_line_dir2(1)],[Pt_line_dir1(2), Pt_line_dir2(2)],'LineWidth',4,'Color','green');
end
if flag== 0
plot(p1,p2,'LineWidth',4,'Color','red');
plot([Pt_line_dir1(1),Pt_line_dir2(1)],[Pt_line_dir1(2), Pt_line_dir2(2)],'LineWidth',4,'Color','red');
end
if flag== 1
plot(p1,p2,'LineWidth',4,'Color','yellow');
plot([Pt_line_dir1(1),Pt_line_dir2(1)],[Pt_line_dir1(2), Pt_line_dir2(2)],'LineWidth',4,'Color','yellow');
end

title(Actions,'FontSize',16)
frame=0;
else
frame=frame+1;
pause(0.001);
end
end
22

```

4.系统原理简介
车道线检测是先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)中的一项关键技术,它通过分析车辆前方摄像头的图像数据,实时检测并跟踪车道线,为驾驶员提供车道偏离预警、车道保持辅助等功能。车道线检测算法通常涉及图像处理、计算机视觉和机器学习等领域的知识。

4.1 图像预处理
车道线检测算法的第一步是对摄像头捕捉的图像进行预处理,以提高车道线的可见性和检测准确性。预处理步骤通常包括灰度化、滤波和边缘检测。

灰度化

    将彩色图像转换为灰度图像可以简化计算,并减少光照变化对车道线检测的影响。灰度化可以通过以下公式实现:

Gray=0.299×Red+0.587×Green+0.114×Blue

滤波

    滤波的目的是去除图像中的噪声,同时保留车道线的边缘信息。常用的滤波器有高斯滤波器、中值滤波器等。以高斯滤波器为例,其数学表达式为:

60c1447230cc742fbf4cfb947290dd5f_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

边缘检测

     边缘检测算法用于提取图像中的车道线边缘。常用的边缘检测算法有Sobel、Canny等。以Canny边缘检测为例,其步骤包括高斯滤波、计算梯度幅值和方向、非极大值抑制和双阈值处理。

4.2 车道线特征提取
经过预处理后,图像中的车道线边缘已经得到了增强。接下来,需要提取车道线的特征,如直线、曲线等。

霍夫变换

   霍夫变换是一种常用的直线检测方法。它通过将图像空间中的点映射到参数空间中,然后在参数空间中寻找峰值来检测直线。对于图像中的每个点(x,y),可以表示为极坐标形式的一条直线:

8d03732d41e31d61d9b1fb5b43215423_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

    对于弯曲的车道线,可以使用曲线拟合方法来提取车道线的形状。常用的曲线拟合方法有多项式拟合、贝塞尔曲线拟合等。以二次多项式拟合为例,车道线的形状可以表示为:

y=ax2+bx+c

其中,a、b、c 是拟合得到的参数,x 是横向坐标,y 是纵向坐标。

4.3 车道线跟踪
车道线跟踪是指在连续的视频帧中,根据前一帧的车道线检测结果,预测当前帧中车道线的位置。车道线跟踪可以提高车道线检测的稳定性和实时性。

相关文章
|
3天前
|
机器学习/深度学习 算法 固态存储
m基于深度学习的卫星遥感图像轮船检测系统matlab仿真,带GUI操作界面
在MATLAB 2022a中,使用GoogLeNet对卫星遥感图像进行轮船检测,展示了高效的目标识别。GoogLeNet的Inception架构结合全局平均池化增强模型泛化性。核心代码将图像切块并分类,预测为轮船的部分被突出显示,体现了深度学习在复杂场景检测中的应用。
24 8
|
2天前
|
算法 计算机视觉
基于Chan-Vese算法的图像边缘提取matlab仿真
**算法预览展示了4幅图像,从边缘检测到最终分割,体现了在matlab2022a中应用的Chan-Vese水平集迭代过程。核心代码段用于更新水平集并显示迭代效果,最后生成分割结果及误差曲线。Chan-Vese模型(2001)是图像分割的经典方法,通过最小化能量函数自动检测平滑区域和清晰边界的图像分割,适用于复杂环境,广泛应用于医学影像和机器视觉。**
|
2天前
|
算法
基于极大似然法和最小二乘法系统参数辨识matlab仿真,包含GUI界面
该程序对比了基于极大似然法和最小二乘法的系统参数辨识,输出辨识收敛曲线和误差。在MATLAB2022a中运行,显示了测试结果。核心代码涉及矩阵运算和循环,用于更新和计算系统参数。算法原理部分解释了辨识的目的是建立数学模型,并介绍了极大似然法(基于概率统计)和最小二乘法(基于误差平方和最小化)两种方法。
|
1天前
|
机器学习/深度学习 自然语言处理 算法
m基于深度学习的OFDM+QPSK链路信道估计和均衡算法误码率matlab仿真,对比LS,MMSE及LMMSE传统算法
**摘要:** 升级版MATLAB仿真对比了深度学习与LS、MMSE、LMMSE的OFDM信道估计算法,新增自动样本生成、复杂度分析及抗频偏性能评估。深度学习在无线通信中,尤其在OFDM的信道估计问题上展现潜力,解决了传统方法的局限。程序涉及信道估计器设计,深度学习模型通过学习导频信息估计信道响应,适应频域变化。核心代码展示了信号处理流程,包括编码、调制、信道模拟、降噪、信道估计和解调。
23 8
|
1天前
|
算法 C++ 计算机视觉
详细解读Canny检测算法与实现
详细解读Canny检测算法与实现
|
3天前
|
算法
基于GA遗传优化的混合发电系统优化配置算法matlab仿真
**摘要:** 该研究利用遗传算法(GA)对混合发电系统进行优化配置,旨在最小化风能、太阳能及电池储能的成本并提升系统性能。MATLAB 2022a用于实现这一算法。仿真结果展示了一系列图表,包括总成本随代数变化、最佳适应度随代数变化,以及不同数据的分布情况,如负荷、风速、太阳辐射、弃电、缺电和电池状态等。此外,代码示例展示了如何运用GA求解,并绘制了发电单元的功率输出和年变化。该系统原理基于GA的自然选择和遗传原理,通过染色体编码、初始种群生成、适应度函数、选择、交叉和变异操作来寻找最优容量配置,以平衡成本、效率和可靠性。
|
4天前
|
机器学习/深度学习 算法
基于鲸鱼优化的knn分类特征选择算法matlab仿真
**基于WOA的KNN特征选择算法摘要** 该研究提出了一种融合鲸鱼优化算法(WOA)与K近邻(KNN)分类器的特征选择方法,旨在提升KNN的分类精度。在MATLAB2022a中实现,WOA负责优化特征子集,通过模拟鲸鱼捕食行为的螺旋式和包围策略搜索最佳特征。KNN则用于评估特征子集的性能。算法流程包括WOA参数初始化、特征二进制编码、适应度函数定义(以分类准确率为基准)、WOA迭代搜索及最优解输出。该方法有效地结合了启发式搜索与机器学习,优化特征选择,提高分类性能。
|
4天前
|
机器学习/深度学习 算法 数据可视化
基于BP神经网络的64QAM解调算法matlab性能仿真
**算法预览图省略** MATLAB 2022A版中,运用BP神经网络进行64QAM解调。64QAM通过6比特映射至64复数符号,提高数据速率。BP网络作为非线性解调器,学习失真信号到比特的映射,对抗信道噪声和多径效应。网络在处理非线性失真和复杂情况时展现高适应性和鲁棒性。核心代码部分未显示。
|
7天前
|
机器学习/深度学习 算法 数据可视化
m基于PSO-LSTM粒子群优化长短记忆网络的电力负荷数据预测算法matlab仿真
在MATLAB 2022a中,应用PSO优化的LSTM模型提升了电力负荷预测效果。优化前预测波动大,优化后预测更稳定。PSO借鉴群体智能,寻找LSTM超参数(如学习率、隐藏层大小)的最优组合,以最小化误差。LSTM通过门控机制处理序列数据。代码显示了模型训练、预测及误差可视化过程。经过优化,模型性能得到改善。
25 6
|
5天前
|
缓存 算法
基于机会网络编码(COPE)的卫星网络路由算法matlab仿真
**摘要:** 该程序实现了一个基于机会网络编码(COPE)的卫星网络路由算法,旨在提升无线网络的传输效率和吞吐量。在MATLAB2022a中测试,结果显示了不同数据流个数下的网络吞吐量。算法通过Dijkstra函数寻找路径,计算编码机会(Nab和Nx),并根据编码机会减少传输次数。当有编码机会时,中间节点执行编码和解码操作,优化传输路径。结果以图表形式展示,显示数据流与吞吐量的关系,并保存为`R0.mat`。COPE算法预测和利用编码机会,适应卫星网络的动态特性,提高数据传输的可靠性和效率。

热门文章

最新文章