技术分享 | turtlebot3自动驾驶之道路信号检测

Posted 2021-09-17 阿木实验室

前言 在上一篇文章中，我们介绍了turtlebot3如何检测道路，以便于让其能正确的在道路中央行驶。本文将会介绍turtlebot3在行驶过程中，遇见一些常见的交通信号，例如：红绿灯、转弯等交通标志。

1. 理论 turtlebot3对交通标志的识别，采用的是 SIFT算法 https://docs.opencv.org/master/da/df5/tutorial_py_sift_intro.html 详情可以点击这个链接。这里就不再详细叙述。

2. T型路口标志检测 首先启动仿真环境 roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_autorace_2020.launch

新开终端，输入 export TURTLEBOT3_MODEL=burger（建议将上面这一行，加入到 ~./bashrc文件末尾） roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch

新开终端，输入 rqt_image_view 接着我们将turtlebot3手动移动到仿真环境中，并且能在rqt中看到交通标志。（在实际环境中可以手动将turtlebot3放在交通标志面前）如下图所示 此时选择话题 /camera/image_compensated 然后去掉交通标志以外的部分（换句话仅仅截图包含交通标志的部分）将图像保存在这个目录下（本文的例子） /catkin_ws/src/turtlebot3/turtlebot3_autorace_2020/turtlebot3_autorace_detect/image/ 文件名应该与源代码中使用的名称相匹配。这里为 intersection.png。（如下图所示） 新开终端，输入 roslaunch turtlebot3_autorace_camera intrinsic_camera_calibration.launch 新开终端，输入 roslaunch turtlebot3_autorace_camera extrinsic_camera_calibration.launch 新开终端，输入 roslaunch turtlebot3_autorace_detect detect_sign.launch mission:=intersection 这里需要说明一下，sift算法已经申请专利，在某些OpenCV版本中无法使用，并且需要修改源代码。具体可以查看下面这个链接。（https://stackoverflow.com/questions/64525121/sift-surf-set-opencv-enable-nonfree-cmake-solution-opencv-3-opencv-4） 本文使用的的环境是已经完整编译的OpenCV4.1.0版本。 然后打开源代码：/catkin_ws/src/turtlebot3/turtlebot3_autorace_2020/turtlebot3_autorace_detect/nodes/detect_intersection_sign第62行。修改如下 这里建议将 detect_intersection_sign detect_construction_sign detect_level_crossing_sign detect_parking_sign detect_tunnel_sign 均做修改，否则后面运行将会报错 再次运行上面最后一个启动命令，打开rqt，选择话题/detect/image_traffic_sign/compressed ，就可以看到特征匹配的图像。如下图 至此，就完成了turtlebot3对交通标志的检测，下文提到的其余交通标志的检测方式类似。 Tips: roslaunch turtlebot3_autorace_detect detect_sign.launch mission:=xxxxx 将xxxx改为 intersection construction parking level_crossing tunnel

3.左转弯标志检测 打开小车键盘控制节点，将小车移动到对应的交通标志前 roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch 新开终端，输入 roslaunch turtlebot3_autorace_detect detect_sign.launch mission:=intersection 然后在rqt里面将话题选择为 /detect/image_traffic_sign/compressed，即可看到匹配 需要说明的是，识别结果取决于你截图保存下来的交通标志。如果在面前没有识别，可以尝试重新截图，然后再次运行，或者移动小车。

4.道路施工标志检测 继续移动小车至仿真环境中的施工标志面前 打开终端输入： roslaunch turtlebot3_autorace_detect detect_sign.launch mission:=construction 如果运行报错，需要修改源代码

5.泊车标志检测 将小车移动到泊车标志面前，输入 roslaunch turtlebot3_autorace_detect detect_sign.launch mission:=parking

6.停车标志检测 将小车移动到停车标志前面， 输入 roslaunch turtlebot3_autorace_detect detect_sign.launch mission:=level_crossing

7.隧道标志检测 将小车移动到停车标志面前，输入 roslaunch turtlebot3_autorace_detect detect_sign.launch mission:=tunnel

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