40、行人前方开放区域检测技术解析

行人前方开放区域检测技术解析

1. 局部梯度方向计算与可达区域确定

首先，计算每个区域的局部梯度方向，得到包含处理后图像区域及其对应梯度方向的地图 Φ。在 Φ 中，通过垂直条带处理来计算可达区域。具体步骤如下：
1. 垂直条带是 Φ 的一列，即梯度区域的垂直分组。
2. 从条带的最底部块开始，向上收集所有符合对齐区域标准的块。正确对齐的区域是指计算角度与完全直立平面表面法线的偏差小于特定阈值的所有块。这里的直立定义为在相机图像中向上倾斜，以防止算法在相机倾斜超过使用阈值的图像上工作。
3. 如果某个块不符合标准，收集过程停止，并进入下一个垂直条带。
4. 重复此过程，直到处理完整个地图。同时，利用几何约束，即从人的视角用相机系统记录真实场景时，可达区域通常与图像底部边界相连，这样可以聚焦于行人正前方且无障碍物阻挡的可达区域。

由于梯度计算简单，该算法可以在较新的计算机上实时运行。

2. 条件随机场（CRF）

CRF 用于建模给定观察 y（即特征）时 x（这里指是否为可通行区域）的条件概率，公式如下：
[p(x|y) = \frac{1}{Z(y)}\prod_{c\in C}\psi(x_c, y)\prod_{i\in V}\psi(x_i, y)]
其中，C 是 CRF 图中的团集，i 表示单个节点，ψ 表示特定配置 (x_c) 的值取决于输入 y。

这是一个二元分割任务，像素所描绘的位置要么被障碍物阻挡，要么未被阻挡。使用成对的 4 连接网格 CRF 结构，将 CRF 参数向量 Θ 线性参数化到一元节点 (u(y, i))（即图像位置的信息）和边特征 (v(y, i, j