DSB18: Start- und Stopplinienerkennung

Autor:
Betreuer: Prof. Schneider

Motivation

Eine Aufgabe beim Carolo Cup ist der "Rundkurs mit Hindernissen". Hierbei ist eine Startlinie zu überfahren und an einer Stopplinie zu halten.

Ziel

Die Start- und Stoppline soll robust erkannt und unterschieden werden.

Anforderungen

Nutzen Sie die bestehende Aufzeichnung der Kameransicht eines Rundkurses.
Lesen Sie diesen als Endlosschleife in Matlab ein.
Identifizieren Sie während der virtuellen Fahrt Start- und Stopplinien mit Matlab.
Vermeiden Sie Fehler ("false-positives").
Optimieren Sie die Rechenzeit Ihres Algorithmus.
Wissenschaftliche Dokumentation als HSHL-Wiki Artikel
Softwareentwicklung nach SDE Standard in SVN
Funktionsnachweis als YouTube-Video (vgl. Veranstaltungsregeln)

Lösungen

Einleitung

Im Sommersemester 2018 wird das Praktikum „Systementwurf“ durchgeführt. Gegenstand dieses Projekts ist ein autonomes Fahrzeug. Unter anderem soll dieses Fahrzeug selbstständig auf einem Rundkurs fahren. Neben der Erkennung der Fahrspur wird die Detektion von Stopplinien benötigt. Stopplinien sind beispielsweise in Kreuzungsbereichen vorhanden. An diesen soll das Auto gemäß der Straßenverkehrsordnung halten. Außerdem enthält der Rundkurs eine Startlinie, an welcher das Fahrzeug nicht halten soll.

Implementierung

Die Stopplinienerkennung wird anhand eines vorhandenen Videos einer Fahrt auf dem Rundkurs in Form eines MATLAB-Skripts implementiert.

Vorinitialisierungen

Zu Beginn der Bildverarbeitung werden einige Vorinitialisierungen durchgeführt. Zunächst wird das Command Window der MATLAB-Benutzeroberfläche geleert, alle geöffneten Figuren geschlossen und vorhandene Variablen gelöscht. Anschließend wird ein Region of Interest (ROI) definiert, der den für die Stopplinienerkennung relevanten Bildausschnitt beschreibt. Zuletzt wird eine Figur zur Darstellung verschiedener Ausgabebilder in einem Vollbildformat initialisiert.

clc,close all,clear varibales; % Command Window leeren, Figuren schließen, Variablen löschen

%% Vorinitialisierungen

% ROI (Region of interest)
%     [xmin ymin width height]
roi = [216  225  320   100]; 

% Speicher für das Kantenbild in der Größe des ROI
edgeFrame = zeros(roi(1,4),roi(1,3));

% Figur in Vollbild
figure('units','normalized','outerposition',[0 0 1 1]);
hold on;

Einlesen des Videos

Zunächst wird die Videoaufnahme der Fahrt eingelesen. Dazu wird ein VideoReader-Objekt erzeugt. Das Video soll endlos abgespielt werden. Dazu wird innerhalb einer Endlosschleife zu Beginn überprüft, ob die Aufnahme noch unverarbeitete Einzelbilder (Frames) besitzt. Ist dies nicht der Fall, ist das Ende des Videos erreicht und die Abspielzeit wird auf den Beginn zurückgesetzt.

%% Video einlesen und einzelne Bilder verarbeiten
video = VideoReader('Rundkurs.mp4'); % Das Video muss sich im gleichen Ordner wie dieses Programm befinden.

% Einlesen des Videos in einer Endlosschleife
while true
   if ~video.hasFrame
       video.CurrentTime = 0.0;
       disp('Restart Video');
   end

Erkennung der Stopplienen Um die Stopplinienerkennung durchzuführen wird aus der eingelesenen Videodatei ein Einzelbild entnommen. Dieses Bild wird innerhalb der vorinitialisierten Figur in Form eines Subplots dargestellt.

Weblinks

BSD-Lizenzbedingung BSD-Lizenz

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