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자율주행/CameraVision

직선 차선 검출 하기

import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

def canny(image):

    gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_RGB2GRAY)
    blur = cv2.GaussianBlur(gray, (5,5), 0)
    canny = cv2.Canny(blur, 50, 150)
    return canny

def display_lines(image, lines):

    line_image = np.zeros_like(image)
    if lines is not None:
        for line in lines:
            #print(line)
            x1, y1, x2, y2 = line.reshape(4)
            cv2.line(line_image, (x1, y1), (x2, y2), (255, 0, 0), 10)

    return line_image

def region_of_interest(image):
    height = image.shape[0]
    polygons = np.array([
    [(200, height), (1100, height), (550, 250)]
    ])
    mask = np.zeros_like(image)  ## 0으로 구성되어있는 행렬 생성??
    cv2.fillPoly(mask, polygons, 255)
    masked_image = cv2.bitwise_and(image, mask)
    return masked_image

image = cv2.imread('test_image.jpg')
lane_image = np.copy(image)
canny = canny(lane_image)
cropped_image = region_of_interest(canny)
lines = cv2.HoughLinesP(cropped_image, 2, np.pi/180, 100, np.array([]), minLineLength = 40, maxLineGap = 5)
line_image = display_lines(lane_image, lines)
combo_image = cv2.addWeighted(lane_image, 0.8, line_image, 1, 1)

cv2.imshow('result', combo_image)
cv2.waitKey(0)

 

 

 

확율 허프 변환

허프변환은 모든 점에 대해서 계산을 하기 때문에 시간이 많이 소요됩니다. 확율 허프변환(Probabilistic Hough Transform)은 이전 허프변환을 최적화 한 것 입니다. 모든 점을 대상으로 하는 것이 아니라 임의의 점을 이용하여 직선을 찾는 것입니다. 단 임계값을 작게 해야만 합니다. cv2.HoughLinesP() 함수를 이용하는데, 장점은 선의 시작점과 끝점을 Return해주기 때문에 쉽게 화면에 표현할 수 있습니다.

cv2.HoughLinesP(image, rho, theta, threshold, minLineLength, maxLineGap) → lines

Parameters:

  • image – 8bit, single-channel binary image, canny edge를 선 적용.
  • rho – r 값의 범위 (0 ~ 1 실수)
  • theta – 𝜃 값의 범위(0 ~ 180 정수)
  • threshold – 만나는 점의 기준, 숫자가 작으면 많은 선이 검출되지만 정확도가 떨어지고, 숫자가 크면 정확도가 올라감.
  • minLineLength – 선의 최소 길이. 이 값보다 작으면 reject.
  • maxLineGap – 선과 선사이의 최대 허용간격. 이 값보다 작으며 reject.

(영상)

 

import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt


def make_coordinates(image, line_parameters):
    slope, intercept = line_parameters
    print(slope)
    print(intercept)
    y1 = image.shape[0]
    y2 = int(y1*(3/5))
    x1 = int((y1 - intercept)/slope)
    x2 = int((y2 - intercept)/slope)

    return np.array([x1, y1, x2, y2])

def average_slope_intercept(image, lines):

    left_fit = []
    right_fit = []

    for line in lines:
        x1, y1, x2, y2 = line.reshape(4)
        parameters = np.polyfit((x1, x2), (y1, y2), 1)
        #print(parameters) #print slope, y - intercept
        slope = parameters[0]
        intercept = parameters[1]
        if slope < 0:
            left_fit.append((slope, intercept))
        else:
            right_fit.append((slope, intercept))

    left_fit_average = np.average(left_fit, axis =0) # axis = 0 means working along the column
    right_fit_average = np.average(right_fit, axis=0)

    left_line = make_coordinates(image, left_fit_average)
    right_line = make_coordinates(image, right_fit_average)
#    print(left_fit_average, 'left')
#    print(right_fit_average, 'right')

    return np.array([left_line, right_line])

def canny(image):

    gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_RGB2GRAY)
    blur = cv2.GaussianBlur(gray, (5,5), 0) # 필터 사이즈를 크게하면 더욱 뭉게 질 수 있으니 주의하자.
    canny = cv2.Canny(blur, 50, 150) # 임계값1은 임계값1 이하에 포함된 가장자리는 가장자리에서 제외합니다. 임계값2는 임계값2 이상에 포함된 가장자리는 가장자리로 간주합니다.
    return canny

def display_lines(image, lines):

    line_image = np.zeros_like(image)
    if lines is not None:
        for x1, y1, x2, y2 in lines:

            cv2.line(line_image, (x1, y1), (x2, y2), (255, 0, 0), 10)

    return line_image

def region_of_interest(image):
    height = image.shape[0]
    polygons = np.array([
    [(200, height), (1100, height), (550, 250)]
    ])
    mask = np.zeros_like(image)  ## 0으로 구성되어있는 행렬 생성
    cv2.fillPoly(mask, polygons, 255)
    masked_image = cv2.bitwise_and(image, mask)
    return masked_image

# image = cv2.imread('test_image.jpg')
# lane_image = np.copy(image)
# canny_image = canny(lane_image)
# cropped_image = region_of_interest(canny_image)
# lines = cv2.HoughLinesP(cropped_image, 2, np.pi/180, 100, np.array([]), minLineLength = 40, maxLineGap = 5)
# averaged_lines = average_slope_intercept(lane_image, lines)
# line_image = display_lines(lane_image, averaged_lines)
# combo_image = cv2.addWeighted(lane_image, 0.8, line_image, 1, 1)



cap = cv2.VideoCapture("test2.mp4")
while(cap.isOpened()):
    _, frame = cap.read()
    canny_image = canny(frame)
    cropped_image = region_of_interest(canny_image)
    lines = cv2.HoughLinesP(cropped_image, 2, np.pi/180, 100, np.array([]), minLineLength = 40, maxLineGap = 5)
    averaged_lines = average_slope_intercept(frame, lines)
    line_image = display_lines(frame, averaged_lines)
    combo_image = cv2.addWeighted(frame, 0.8, line_image, 1, 1)
    cv2.imshow('result', combo_image)
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
        break
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

 

 

참고 : 

 

void GaussianBlur( InputArray src, OutputArray dst, Size ksize, double sigmaX, double sigmaY = 0, int borderType = BORDER_DEFAULT );

매개변수 중에서 sigmaX, sigmaY 는 각각 X축, Y축 방향의 표준편차를 의미하며, sigmaX 의 값을 0 으로 설정하면 MASK의 사이즈에 따라 다음 식에 의해서 자동으로 계산됩니다.

 

 

출처 :

https://opencv-python.readthedocs.io/en/latest/doc/25.imageHoughLineTransform/imageHoughLineTransform.html


https://www.youtube.com/watch?v=eLTLtUVuuy4&list=WL&index=4&t=0s