CN102682618A - 一种用于安全驾驶的红绿灯检测与提醒装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于安全驾驶的红绿灯检测与提醒装置，其特征在于包括依次连接的摄取交通路口红绿灯图像信息的摄像头、处理红绿灯图像信息并给出调用指示信息的处理器及根据调用指示信息发出相应语音提示信息的语音提示器;所述摄像头是通过USB接口与处理器连接的数字式摄像头;所述语音提示器为电脑音箱。本发明的有益效果是：提醒驾驶员正确操作，减少违章与交通事故，确保安全驾驶并提高道路的利用率。装置成本低，结构紧凑，运行安全、稳定、功耗低，可广泛用于各种机动车辆。
Description
技术领域
本发明涉及模式识别与车辆智能技术领域，尤其涉及一种通过采集、处理机动车行驶过程中红绿灯图像信息并提醒驾驶员停车或启动的用于安全驾驶的红绿灯检测与提醒装置。
背景技术
为疏导交通，提高道路的利用率，在城市交通路口设置了指示驾驶员停车或通行的红绿灯。但往往会出现红灯亮时，由于驾驶员开车过程中注意力不集中未停车或刹车不及时而造成违章甚至严重的交通事故，使十字路口成为交通事故的高发区；另外，当红绿灯由红灯亮变为绿灯亮时，由于排在前面的车辆驾驶员疏忽，未能及时依绿灯指示启动，出现其后车辆无法及时通行的情况。如何实现及时提醒驾驶员按红绿灯指示启停车辆，减少违章与交通事故，确保安全驾驶并提高道路的利用率成为业界关注课题。
发明内容
本发明的主要目的在于针对上述问题，提供出一种通过采集、处理汽车行驶过程中红绿灯的实时图像信息，提醒驾驶员在路口停车或启动的用于安全驾驶的红绿灯检测与提醒装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于安全驾驶的红绿灯检测与提醒装置，其特征在于包括依次连接的摄取交通路口红绿灯图像信息的摄像头、处理红绿灯图像信息并给出调用指示信息的处理器及根据调用指示信息发出相应语音提示信息的语音提示器。
所述摄像头是通过USB接口与处理器连接的数字式摄像头。
所述语音提示器为电脑音箱。
本发明的有益效果是：提供的红绿灯检测与提醒装置通过摄像头采集车辆行驶过程中红绿灯的实时图像信息,由处理器对红绿灯图像信息进行处理并给出调用指示信息，再由语音提示器根据调用指示信息发出相应的通行或禁行的语音提示信息，从而提醒驾驶员在路口停车或启动实现安全驾驶。本发明能在复杂的路况条件下或当驾驶员未注意到红绿灯状态时提醒驾驶员正确操作，减少违章与交通事故，确保安全驾驶并提高道路的利用率。装置成本低，结构紧凑，运行安全、稳定、功耗低，可广泛用于各种机动车辆。
附图说明
图1是本发明的结构框图；
图2是本发明的工作程序流程图。
以下结合附图和实施例对本发明详细说明。
具体实施方式
图1示出一种用于安全驾驶的红绿灯检测与提醒装置，其特征在于包括依次连接的摄取交通路口红绿灯图像信息的摄像头、处理红绿灯图像信息并给出调用指示信息的处理器及根据调用指示信息发出相应语音提示信息的语音提示器。
应用时，本装置安装在机动车内，上述摄像头是通过USB接口与处理器连接的数字式摄像头，可将摄像头朝行驶方向安装于后视镜处。本例中,摄像头采用大恒公司生产的GV400UC数字摄像头，通过USB接口与处理器连接，将红绿灯数字图像信息传输入处理器进行处理。处理器采用威盛电子股份有限公司生产的ITX系列AF10X1主板，系统采用WindowXP，在主板存储器中存有图像信息处理程序及调用语音提示信息的控制程序。上述语音提示器采用普通电脑音箱，与处理器连接。语音提示信息由人工录入保存在主板的存储器中，根据处理器给出的调用指示信息播放相应语音提示信息，提醒驾驶员根据红绿灯的指示驾驶。
本发明的工作步骤及原理是：1.图像信息处理：⑴处理器首先通过对摄像头采集的图像信息进行实时检测提取出红绿灯所在图像区域，⑵运用模式识别算法识别红绿灯的具体意义，⑶采用目标跟踪算法判断车辆是否处于静止状态;2.根据车辆启停状态与红绿灯指示的吻合情况，调用相应的语音提示信息，提醒驾驶员正确操作。
在图像信息处理过程中，步骤⑴应用了图像处理区域分割算法，找出红绿灯所在的图像区域。根据红绿灯的红色与绿色的颜色特征，应用基于颜色的区域分割算法从图像中分离出红色与绿色区域；由于红绿灯具有圆形、条形、箭头、数字等形状特征，根据这些特征应用基于形状的区域分割算法从红色与绿色区域中提取出红绿灯所在图像区域。
在步骤⑵中，运用模式识别算法识别红绿灯的状态得到红绿灯左转、右转、直行等具体意义；模式识别算法应用现有的BP神经网络算法，BP神经网络是由输入层、隐含层、输出层组成的三层神经网络，输入特征向量由红绿灯区域颜色、区域质心坐标、区域的二阶不变中心矩组成，BP神经网络的输出为红绿灯的基本指示信息，红灯基本指示信息包括禁止左转、禁止右转、禁止直行，绿灯基本指示信息包括左转、右转、直行。
在步骤⑶中采用了目标跟踪算法判断车辆是否处于静止状态，跟踪同一红绿灯在连续图像中的位置变化情况，根据红绿灯的位置变化情况判断当前车辆是否处于静止状态。由于红绿灯是静止的，如果车辆处于静止状态，那么同一个红绿灯在连续图像中应基本保持在同一图像区域，应用这一特征结合步骤⑵中识别的红绿灯状态及位置信息，在连续采集的图像中对同一红绿灯的位置进行跟踪比较，最终判断当前车辆是否处于静止状态。
根据交通路口处的实际通行情况，处理器调用的语音提示信息在上述红绿灯的三种基本指示信息的基础上组合成七种指示信息，与红灯指示信息对应的禁行语音提示信息包括：禁止左转、禁止右转、禁止直行、禁止左转直行、禁止左转右转、禁止直行右转、禁止左转直行右转；与绿灯指示信息对应的通行语音提示信息包括：左转、右转、直行、左转直行、直行右转、左转右转、左转直行右转。
图2示出本发明的工作程序流程图，步骤如下：
在车辆行驶至接近路口时，摄像头采集到红绿灯图像信息，处理器接收摄像头采集的图像信息并对图像信息进行处理：
1.检测红绿灯区域，从红色与绿色区域中提取出红绿灯所在图像区域；
2.识别红绿灯具体意义：识别红绿灯有三种结果:⑴红灯识别结果为上述禁止左转、禁止右转、禁止直行等七种红灯指示信息中的一种，绿灯识别结果为上述左转、右转、直行等七种绿灯指示信息中的一种;⑵红灯识别结果为上述禁止左转、禁止右转、禁止直行等七种红灯指示信息中的一种，绿灯识别结果为无绿灯指示信息；⑶绿灯识别结果为上述左转、右转、直行等七种绿灯指示信息中的一种;红灯识别结果为无红灯指示信息；
3.判断当前车辆是否处于静止状态；
3.1车辆不静止，处于行驶状态；
3.1.1检测是否有红灯指示信息；
3.1.1.1如果检测到红灯指示信息，则处理器调用语音提示器播出与步骤2识别的红灯指示信息对应的禁行语音提示信息，提醒驾驶员进行相应的操作。调用指令发出后，摄像头继续采集红绿灯图像信息并传输给处理器。
3.1.1.2如果未检测到红灯指示信息，则处理器不调用语音提示器播放任何语音提示信息,摄像头继续采集红绿灯图像信息并传输给处理器。
3.2车辆处于静止状态；
3.2.1检测是否有绿灯指示信息；
3.2.1.1如果检测到绿灯指示信息，则处理器调用语音提示器播出与步骤2识别的绿灯指示信息对应的通行语音提示信息，提醒驾驶员进行相应的操作。调用指令发出后，摄像头继续采集红绿灯图像信息并传输给处理器。
3.2.1.2如果未检测到绿灯指示信息，则处理器不调用语音提示器播放任何语音提示信息,摄像头继续采集红绿灯图像信息并传输给处理器。
本装置实时检测红绿灯的变化，并根据变化状态实时调整语音提示信息，在没有检测到红绿灯时不播报语音信息。
上面所述的实例仅是对本发明优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种用于安全驾驶的红绿灯检测与提醒装置，其特征在于包括依次连接的摄取交通路口红绿灯图像信息的摄像头、处理红绿灯图像信息并给出调用指示信息的处理器及根据调用指示信息发出相应语音提示信息的语音提示器。
2.根据权利要求1所述的一种用于安全驾驶的红绿灯检测与提醒装置，其特征在于所述摄像头是通过USB接口与处理器连接的数字式摄像头。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于安全驾驶的红绿灯检测与提醒装置，其特征在于所述语音提示器为电脑音箱。
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