Как правильно обрабатывать повороты автомобиля при расчете направления движения на основе маркировки полосы движения? ⇐ Python

[Anonymous]

Я работаю над программой, которая анализирует видео с фронтальной камеры автомобиля, чтобы отобразить направление движения транспортного средства, используя стрелку, нарисованную на видео. В программе используются координаты маркировки полосы движения, извлеченные из видео (хранящиеся в data.log ), чтобы вычислить угол движения и соответствующим образом нарисовать стрелку.
Файл data.log содержит координаты маркировки полосы движения для каждого кадра. Вот пример того, как выглядят данные: [[{'lane_class': 2, 'lane_points': [[218, 580], [236, 570], [253, 560] ...
Для расчета угла движения я использую следующую функцию: эта функция вычисляет наклон (M) маркировки полосы движения с использованием линейной регрессии и преобразует его в Угол в градусах: < /p>
def calculate_lane_angle(lane_points, image_height, min_points=2):
if len(lane_points) < min_points:
return None

points = np.array(lane_points)
x = points[:, 0]
y = image_height - points[:, 1] # Invert Y-axis

if np.var(x) < 1e-6:
return 90.0 if y[0] < y[-1] else -90.0

A = np.vstack([x, np.ones(len(x))]).T
try:
m, _ = np.linalg.lstsq(A, y, rcond=None)[0]
except np.linalg.LinAlgError:
return None

angle = np.degrees(np.arctan(m))
return angle
< /code>
Вот как я обрабатываю видео кадры, чтобы вычислять угол и нарисовать стрелку: < /p>
def process_video(video_path, logs, output_path):
cap = cv2.VideoCapture(video_path)
if not cap.isOpened():
raise ValueError("Failed to open video")

width = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
height = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))
fps = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS))
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'avc1')
out = cv2.VideoWriter(output_path, fourcc, fps, (width, height))

kf = KalmanFilter()
last_angle = 0.0
angle_history = []
max_change = 3 # Maximum change in angle per frame
median_window = 5

frame_idx = 0
while cap.isOpened():
ret, frame = cap.read()
if not ret or frame_idx >= len(logs):
break

frame_data = logs[frame_idx][0] # First list — lane data
car_center_x = width // 2

# Filter lanes into left and right
left_lane = None
right_lane = None
for lane in frame_data:
if "lane_points" in lane:
pts = np.array(lane["lane_points"])
x_coords = pts[:, 0]
avg_x = np.mean(x_coords)

if avg_x < car_center_x:
if left_lane is None or abs(avg_x - car_center_x) < abs(left_lane["avg_x"] - car_center_x):
left_lane = {"lane": lane, "avg_x": avg_x}
else:
if right_lane is None or abs(avg_x - car_center_x) < abs(right_lane["avg_x"] - car_center_x):
right_lane = {"lane": lane, "avg_x": avg_x}

# Calculate angle
angles = []
if left_lane and right_lane:
for lane in [left_lane, right_lane]:
pts = lane["lane"]["lane_points"]
angle = calculate_lane_angle(pts, height)
if angle is not None:
angles.append(angle)
raw_angle = np.mean(angles) if angles else last_angle
elif left_lane or right_lane:
lane = left_lane if left_lane else right_lane
pts = lane["lane"]["lane_points"]
raw_angle = calculate_lane_angle(pts, height) or last_angle
if abs(raw_angle) > 5:
raw_angle = np.sign(raw_angle) * 5
else:
if len(angle_history) > 1:
trend = angle_history[-1] - angle_history[-2]
raw_angle = angle_history[-1] + trend
else:
raw_angle = last_angle

filtered_angle = kf.update(raw_angle)

# Limit rate of change
delta = filtered_angle - last_angle
if abs(delta) > max_change:
filtered_angle = last_angle + np.sign(delta) * max_change

# Median filter
angle_history.append(filtered_angle)
if len(angle_history) > median_window:
angle_history.pop(0)
final_angle = np.median(angle_history[-median_window:])

adjust_angle = (final_angle + 90) % 360
if adjust_angle > 180:
adjust_angle -= 360
dx = int(arrow_length * np.cos(np.radians(adjust_angle)))
dy = int(arrow_length * np.sin(np.radians(adjust_angle)))
start = (width // 2, height - 50)
end = (start[0] + dx, start[1] - dy)

if 0
Что не работает: во время поворотов (например, на перекрестках) стрелка не реагирует гладко или точно. Например: когда машина поворачивается направо, стрелка должна указывать вправо, но она остается в основном неизменной. После завершения поворота стрелка должна вернуться к указанию прямо вперед. хорошо. Я применил средний фильтр, чтобы уменьшить шум, но он также задерживает ответ на повороты. Я ограничил максимальное изменение угла на кадре, чтобы избежать резких прыжков, но это делает стрелку безрезультатной во время поворотов. изменение направления. После завершения поворота стрелка должна плавно вернуться к указанию прямо вперед.


Подробнее здесь: https://stackoverflow.com/questions/794 ... -motion-ba