近年来,我国公路里程数和居民汽车保有量激增,带来了严重的交通问题。道路交通标线作为现代智能化交通的重要一环,在缓解现存交通问题方面发挥着不可替代的作用。公路的不断建设和原有交通标线的老化,带来巨大的交通标线喷涂工作量。目前,我国采用手推式和乘驾式标线设备,自动化程度低,喷涂效率低,需要工人实时控制设备的喷涂方向,喷涂效果容易受主观因素的影响。在喷涂不规则标线时,操作工艺更为复杂。因此,研究一款可以实现自动定位、自动行进、多功能喷涂的智能道路标线设备对新旧动能转化和智慧交通建设具有重要意义。针对我国传统标线方式工作效率低、喷涂形状单一、喷涂质量不稳定等问题,本文将机器视觉和点阵式喷涂技术相结合,研究设计出一款集自动行进、自动定位、多功能喷涂于一体的智能道路标线设备。本文核心工作及主要研究内容如下:（1）针对我国传统道路标线设备存在的效率低、工艺复杂、喷涂单一问题,提出对智能道路交通标线设备的技术要求,并根据技术要求和使用需求对智能道路标线设备进行整体设计。以模块化的思想对标线设备进行设计,将设备分为上位机图像处理模块、ARM主控单元、环境感知模块、运动控制模块、阵列喷涂模块、涂料供给模块和电源模块并分别进行了设计。（2）为实现道路标线系统的自动定位,对车载相机采集到的道路图像进行处理并提取出路沿直线参数。首先,针对复杂多变的道路标线环境,将采集的道路图像进行预处理、边缘检测和直线特征提取。其次,针对检测出的路沿直线含有较多的干扰线段的问题,提出了带方向约束的Hough变换和基于概率投票法道路消失点检测算法,滤除不满足约束条件的直线。在准确识别路沿直线的基础上,针对标线过程中路沿直线识别偏差和波动较大问题,引入了Kalman滤波法对路沿直线坐标信息进行跟踪,动态划定ROI区域。在实现对道路边沿的跟踪识别后,根据摄像机成像的几何模型进行坐标转换,得出标线设备的实时坐标参数,并根据CCP模型实现标线设备的偏离控制。（3）根据智能道路标线系统多样化喷涂的特点,建立了交通标线点阵图形库并将点阵图形库存储于外部Flash中。当需要喷涂时,主控单元根据标线对应的偏移地址调用对应的点阵数据,控制喷涂模块喷涂。同时,根据智能道路标线系统的功能特点,设计了一套采用RS485接口通信且遵从Modbus通讯协议的功能完善、安全稳定的人机交互系统。（4）在完成对智能道路标线系统模型设计和平台搭建的基础上,分别对道路标线系统的喷涂压力、喷涂高度、喷涂时间进行测试,得出最佳喷涂参数。在各种不同环境下,对智能道路标线系统的路沿识别算法和交通标线喷涂进行实验。实验结果表明,在不同的道路环境下,系统能精准地根据检测出的道路边沿进行定位,并在合适的位置进行喷涂,达到较好的喷涂效果。