CN102785645B - 一种判断交通灯的方法及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种判断交通灯的方法及终端，涉及通信领域，所述方法包括：将终端固定在汽车前端，并将终端接口与汽车的操作控制模块相连接；在汽车行驶时，终端实时获取汽车前方交通路况的视频图像，并通过对所述视频图像进行分析识别，判断所述视频图像是否包含交通灯信息；当判断所述视频图像包含交通灯信息时，终端生成相应于所述交通灯信息的控制指令并发送给汽车的操作控制模块；汽车的操作控制模块根据所接收到的控制指令自动控制汽车的行驶。本发明解决了疲劳驾驶和酒后驾驶的人员在红绿灯前操作失误而导致交通事故的问题和盲人驾驶车辆时无法自动判断红绿灯的问题，具有自动根据交通灯的红绿灯信号强制汽车减速、刹车或者启动的有益效果。

Description

一种判断交通灯的方法及终端

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种判断交通灯信号并根据所述信号控制汽车行驶的方法及终端。

背景技术

当前，手机已成为人们日常生活中不可或缺的通讯工具和必需品，具有拍照和录像等多媒体功能的大屏智能手机也越来越普及，手机和其它移动终端的图像处理功能也越来越强大，一些手机甚至已经具备了在拍照时检测人脸的功能，还有一些相关专利已经提出通过手机摄像头检测人脸局部特征，如瞳距来进行手机解锁的思路。

同时，目前有车的人越来越多，在驾车行驶中难免会遇到交通灯。而在一些疲劳驾驶或酒后驾驶的情况下，有时人们会因为没有注意到交通灯而忘记减速或踩刹车，不少交通事故发生在有交通灯的十字路口常常是由于这个原因。也有时在最前面等待的驾驶员在红灯转绿灯以后不能及时启动汽车，也会给其它车辆造成行驶不便。另外，盲人目前无法驾车行驶，虽然汽车导航已经可以做到自动控制汽车行驶和拐弯，但是在交通灯检测和自动判断方面缺乏有效的应用仍然是限制盲人驾驶汽车的主要问题之一。

现有技术中，中国申请号为CN201010261432.X的专利公开了一种红绿灯状态信息的提示方法、系统及移动终端，该专利首先通过定位判断汽车是否在十字路口，如果在十字路口则启动手机拍照，拍摄到红绿灯后，判断是否是红灯，如果是红灯则启动语音提示，提示手机用户现在是红灯状态。

该专利存在如下缺陷：首先目前现有的手机定位精度并不高，出现十米的误差是正常情况，当定位出汽车在十字路口时，也许汽车已经驶出了能够拍到红绿灯的范围；其次，语音提示容易被用户忽略，有时还会造成用户操作慌乱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种判断交通灯的方法及终端，能更好地解决疲劳驾驶和酒后驾驶的人员在红绿灯前操作失误而导致交通事故的问题和盲人驾驶车辆时无法自动判断红绿灯的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种判断交通灯的方法，所述方法包括：

将终端固定在汽车前端，并将终端接口与汽车的操作控制模块相连接；

在汽车行驶时，终端实时获取汽车前方交通路况的视频图像，并通过对所述视频图像进行分析识别，判断所述视频图像是否包含交通灯信息；

当判断所述视频图像包含交通灯信息时，终端生成相应于所述交通灯信息的控制指令并发送给汽车的操作控制模块；

汽车的操作控制模块根据所接收到的控制指令自动控制汽车的行驶。

优选的，生成相应于所述交通灯信息的控制指令的步骤包括：

根据所述交通灯信息判断交通灯是否为红灯状态；

如果交通灯为红灯状态，则根据所述交通灯信息中的交通灯位置确定交通灯与汽车之间的距离；

在所述距离小于预先设置的第一距离阈值时，生成减速控制指令，在所述距离小于预先设置的第二距离阈值时，生成刹车控制指令。

优选的，生成相应于所述交通灯信息的控制指令的步骤还包括：

根据所述交通灯信息判断交通灯是否由红灯状态变化为绿灯状态；

如果交通灯由红灯状态变化为绿灯状态，则生成启动汽车的控制指令。

优选的，将终端固定在汽车前端的步骤具体为：

将终端通过固定装置固定在汽车前端；

所述固定装置的支架与底座形成固定的大于0度小于90度的夹角，使得所述终端的图像采集装置能够采集到汽车前方的交通路况视频图像。

优选的，将终端接口与汽车的操作控制模块相连接的步骤具体为：

所述终端的数据接口通过所述固定装置的数据插头与汽车的操作控制模块相连接，所述汽车通过所述固定装置的数据插头给所述终端充电。

优选的，将终端接口与汽车的操作控制模块相连接的步骤具体为：

所述终端的无线传输装置通过汽车的无线传输装置与汽车的操作控制模块相连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种判断交通灯的终端，所述终端包括：

图像采集装置，用于在汽车行驶时实时获取汽车前方交通路况的视频图像；

图像分析模块，用于对所述视频图像进行分析识别，判断所述视频图像是否包含交通灯信息，并在判断所述视频图像包含交通灯信息时，生成相应于所述交通灯信息的控制指令；

通信模块，用于将所述控制指令发送给汽车的操作控制模块以控制汽车的行驶。

优选的，图像分析模块还用于：

根据所述交通灯信息判断交通灯是否为红灯状态；

如果交通灯为红灯状态，则根据所述交通灯信息中的交通灯大小和位置信息确定交通灯与汽车之间的距离；

在所述距离小于预先设置的第一距离阈值时，生成减速控制指令，在所述距离小于预先设置的第二距离阈值时，生成刹车控制指令。

优选的，图像分析模块还用于：

根据所述交通灯信息判断交通灯是否由红灯状态变化为绿灯状态；

如果交通灯由红灯状态变化为绿灯状态，则生成启动汽车的控制指令。

优选的，

所述通信模块还用于将所述控制指令通过有线接口发送给汽车的操作控制模块或者通过无线传输装置发送给汽车的操作控制模块。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：一、避免疲劳驾驶或酒后驾驶的人员在红绿灯前操作失误导致交通事故。二、盲人驾驶车辆时能够自动判断红绿灯。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的利用终端判断交通灯的方法流程图；

图1a是本发明实施例一提供的车内手机固定装置放置位置示意图；

图1b是本发明实施例一提供的通过支架上的有线连接向汽车传递控制指令的示意图；

图2是本发明实施例一提供的生成控制指令的方法流程图；

图2a是本发明实施例一提供的视频图像捕捉及计算原理示意图；

图3是本发明实施例二提供的利用终端判断交通灯的方法流程图；

图3a是本发明实施例二提供的通过无线接口向汽车传递控制指令的示意图；

图4是本发明实施例三提供的一种判断交通灯的终端。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明实施例一提供的利用终端判断交通灯的方法流程图，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S101，将终端固定在汽车前端，并将终端接口与汽车的操作控制模块相连接。

图1a是本发明实施例一提供的车内手机固定装置放置位置示意图，如图1a所示，将手机终端101通过固定装置102固定在汽车前操作台103上，使其摄像头能够刚好透过前车玻璃104拍摄到前方交通灯位置。在汽车行驶过程中，手机终端101的摄像头处于拍摄状态，由于摄像头具有固有的成像夹角范围，当汽车与红绿灯行驶过近时，如果将手机终端101竖直摆放可能会导致无法拍摄到红绿灯，因此固定手机终端101的固定装置102的支架1022与底座1021形成固定的大于0度小于90度的倾斜角才能保证手机终端101在距离比较近时(一般路口大约5～15米)仍然可以拍摄到红绿灯。另外，由于手机终端101对红绿灯距离的计算与该位置有关，因此该位置应该保持固定不变。

手机终端固定之后，固定装置的插头接口一端与手机的数据接口相连接，另一端与汽车的操作控制模块相连接。由于本发明中要求手机不断进行拍照，因此较为费电，当将手机与汽车进行连接时，一方面可以实现控制指令的通信，另一方面也可以通过汽车给手机充电。

步骤S102，终端实时获取汽车前方交通路况的视频图像。

汽车行驶过程中，手机终端的摄像头不断拍摄前方的景象获取前方交通路况的视频图像。

步骤S103，对视频图像进行分析识别。

一般来说红灯在图像中出现的区域会相对比较固定在视频图像的上半部分，因此在汽车行驶过程中，手机对拍摄的每一幅照片的上半部分进行检测，分析像素中有没有大小达到一定范围的红色圆形出现。这种检测算法为现有成熟技术，可行的方法之一为将图像中的R分量单独提取出，之后进行二值化，最后在二值化后的图像中使用圆形模板进行匹配。

手机在对视频图像分析时，检测到红色区域且大小与预期相似的圆形之后，在后续的图片中可以不再对上半部分图像进行重新分析识别，而是仅仅在上一幅出现红灯的位置附近匹配搜索即可。以上两段关于红灯图像搜索的方法为现有成熟技术，这里不再过多赘述。

步骤S104，视频图像包含交通灯信息。

当手机终端检测到视频图像包含符合预期的红灯后，执行步骤S105，否则执行步骤S102。

步骤S105，终端生成相应于所述交通灯信息的控制指令。

手机终端在判断所拍摄到的视频图像包含符合预期的红灯后，则根据所述红灯的位置信息确定交通灯与汽车之间的距离。在所述距离小于预先设置的第一距离阈值时，生成减速控制指令，在所述距离小于预先设置的第二距离阈值时，生成刹车控制指令。

步骤S106，终端将所生成的控制指令发送给汽车。

图1b是本发明实施例一提供的通过支架上的有线连接向汽车传递控制指令的示意图，如图1b所示，固定装置的插头接口1023一端与手机的数据接口1011相连，另一端与汽车的操作控制模块105相连。手机终端101生成的控制指令通过插头接口1023传递给汽车的操作控制模块105，汽车根据所接收到的控制指令自动控制汽车的行驶。

图2是本发明实施例一提供的生成控制指令的方法流程图，如图2所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S201，根据红灯的位置计算红灯至汽车的距离。

手机终端在判断所拍摄到的视频图像包含符合预期的红灯后，计算红灯中心的位置及红灯至汽车的距离。图2a是本发明实施例一提供的视频图像捕捉及计算原理示意图，如图2a所示，手机终端101呈一个倾斜角度201放置，使路遇交通灯202时交通灯202能够在手机终端101摄像头的成像角203内，即手机终端101能够拍摄到交通灯202。当汽车向前行驶时，摄像头拍摄到的交通灯202中的红灯的中心位置会随着汽车与红灯距离204的缩小逐渐地向视频图像的上部移动，最终当汽车距离红灯很近时，红灯从视频图像的上方离开摄像头的拍摄范围。根据以上说明，可通过对红灯中心在手机拍摄图像中在视频图像中的高度精确计算出红灯距离手机摄像头的距离204，从而进一步计算出红灯和汽车之间的距离。

步骤S202，判断所述距离是否小于第一距离阈值。

当拍摄到的红灯在图像中位置逐渐高到对应的汽车与红灯的距离小于预先设定的第一距离阈值时，比如10米，执行步骤S203，否则执行步骤S201。

步骤S203，向汽车发送减速控制指令。

手机生成减速控制指令并通过固定装置的插头接口发送给汽车的操作控制模块，使汽车自动减速慢行。

步骤S204，再次计算红灯至汽车的距离。

随着汽车的行驶，手机终端不断获取新的视频图像，计算新的视频图像中红灯至汽车的距离。

步骤S205，判断所述距离是否小于第二距离阈值。

当拍摄到的红灯在图像中位置逐渐高到对应的汽车与红灯的距离小于预先设定的第二距离阈值时，比如5米，执行步骤S206，否则执行步骤S204。

步骤S206，向汽车发送刹车控制指令。

当拍摄到的红灯中心在图像中的位置高到对应的汽车与红灯的距离小于第二距离阈值时，表明汽车已经达到比较危险的程度，则手机向汽车发送刹车控制指令使汽车自动刹车以保护车主的安全。

步骤S207，判断是否由红灯变为绿灯。

手机对视频图像进行分析，检测到红灯区域变成绿色区域后，执行步骤S208，否则执行步骤S207。

步骤S208，向汽车发送启动控制指令。

手机向汽车发送启动控制指令以自动启动汽车。

图3是本发明实施例二提供的利用终端判断交通灯的方法流程图，如图3所示，所述方法包括：

步骤S301，将终端固定在汽车前端。

将手机终端固定在汽车前玻璃附近，使其摄像头能够刚好透过前车玻璃拍摄到前方交通灯位置。

步骤S302，终端实时获取汽车前方交通路况的视频图像。

在汽车行驶时，手机终端实时获取汽车前方交通路况的视频图像。

步骤S303，对视频图像进行分析识别。

对视频图像进行分析识别，判断所述视频图像是否包含交通灯信息，当判断所述视频图像包含交通灯信息时，手机终端生成相应于所述交通灯信息的控制指令。

步骤S304，通过无线传送装置向汽车发送控制信号。

图3a是本发明实施例二提供的通过无线接口向汽车传递控制指令的示意图，如图3a所示，手机终端101通过手机的无线传输装置1013与汽车的无线传输装置501进行通信，将所生成的控制指令通过无线的方式经手机的无线传输装置1013发送出去，汽车的无线传输装置501接收到手机无线传输装置1013发送的控制指令后传递给汽车的操作控制模块105。这里，手机和汽车的无线传输装置可以是NFC(Near Field Communication，近距离无线通讯技术)或者蓝牙等。

步骤S305，汽车的操作控制模块根据所接收到的控制指令自动控制汽车的行驶。

汽车的操作控制模块接收到手机发送的控制指令后，根据控制指令的类型自动进行不同的操作。比如接收到减速控制指令后，汽车会自动减速；接收到刹车控制指令后，汽车会自动刹车；接收到启动信号后，汽车根据预先设置的情况选择是否自动启动加速，比如预先设置允许自动启动，则汽车接收到控制指令后，会自动启动汽车，如果预先设置禁止自动启动，则汽车接收到启动控制指令后，不会自动启动汽车。

图4是本发明实施例三提供的一种判断交通灯的终端，如图4所示，所述终端包括：拍摄装置、图像分析模块、通信模块。

拍摄装置，用于在汽车行驶时实时获取汽车前方交通路况的视频图像。

图像分析模块，用于通过对所述视频图像进行分析识别，判断所述视频图像是否包含交通灯信息，当判断所述视频图像包含交通灯信息时，生成相应于所述交通灯信息的控制指令。图像分析模块所述交通灯信息判断交通灯是否为红灯状态，如果交通灯为红灯状态，则根据所述交通灯信息中的交通灯位置信息确定交通灯与汽车之间的距离，在所述距离小于预先设置的第一距离阈值时，生成减速控制指令，在所述距离小于预先设置的第二距离阈值时，生成刹车控制指令。图像分析模块还根据所述交通灯信息判断交通灯是否由红灯状态变化为绿灯状态，如果交通灯由红灯状态变化为绿灯状态，则生成启动汽车的控制指令。

通信模块用于将图像分析模块生成的控制指令发送给汽车的操作控制模块以控制汽车的行驶。所述通信模块可以通过有线接口将所述控制指令发送给汽车的操作控制模块，还可以通过无线传输装置将控制指令经汽车的无线传输装置发送给汽车的操作控制模块。

综上所述，本发明通过手机终端自动拍摄交通灯，并对交通灯信号进行分析来自动控制汽车的刹车减速启动，解决了驾驶员不经意、醉驾或者疲劳驾驶疏忽交通指示信号而发生的交通事故的问题及盲人驾驶车辆时无法自动判断红绿灯的问题，具有自动根据交通灯的红绿灯信号强制汽车减速、刹车或者启动的有益效果，同时，本发明在客观上还能起到一定的减少因闯红灯而罚款的情况，为驾驶员节省了资金。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种在汽车行驶时判断交通灯的方法，其特征在于，所述方法包括：

将手机终端固定在汽车前端，使其摄像头能够透过前车玻璃拍摄到汽车前方交通灯位置，并将手机终端接口与汽车的操作控制模块相连接；

在汽车行驶时，固定在汽车前端的手机终端实时获取汽车前方交通路况的视频图像，并通过对所述视频图像进行分析识别，判断所述视频图像是否包含交通灯信息；

当判断所述视频图像包含交通灯信息时，手机终端生成相应于所述交通灯信息的控制指令，包括：

根据所述交通灯信息判断交通灯是否为红灯状态；

如果交通灯为红灯状态，则根据所述交通灯信息中的交通灯位置确定交通灯与汽车之间的距离；

在所述交通灯与汽车之间的距离小于预先设置的第一距离阈值时，手机终端生成减速控制指令，在所述交通灯与汽车之间的距离小于预先设置的第二距离阈值时，手机终端生成刹车控制指令；

手机终端将所生成的控制指令发送给汽车的操作控制模块；

汽车的操作控制模块根据所接收到的控制指令自动控制汽车的行驶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生成相应于所述交通灯信息的控制指令的步骤还包括：

根据所述交通灯信息判断交通灯是否由红灯状态变化为绿灯状态；

如果交通灯由红灯状态变化为绿灯状态，则生成启动汽车的控制指令。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将手机终端固定在汽车前端的步骤具体为：

将手机终端通过固定装置固定在汽车前端；

所述固定装置的支架与底座形成固定的大于0度小于90度的夹角，使得所述手机终端的图像采集装置能够采集到汽车前方的交通路况视频图像。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将手机终端接口与汽车的操作控制模块相连接的步骤具体为：

所述手机终端的数据接口通过所述固定装置的数据插头与汽车的操作控制模块相连接，所述汽车通过所述固定装置的数据插头给所述手机终端充电。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将手机终端接口与汽车的操作控制模块相连接的步骤具体为：

所述手机终端的无线传输装置通过汽车的无线传输装置与汽车的操作控制模块相连接。

6.一种在汽车行驶时判断交通灯的装置，其特征在于，包括：

固定在汽车前端的手机终端，使其摄像头能够透过前车玻璃拍摄到汽车前方交通灯位；

与所述手机终端接口相连接的汽车的操作控制模块；

所述手机终端包括：图像采集装置、图像分析模块和通信模块；其中：

手机终端的图像采集装置在汽车行驶时实时获取汽车前方交通路况的视频图像；

手机终端的图像分析模块对所述视频图像进行分析识别，判断所述视频图像是否包含交通灯信息；并在判断所述视频图像包含交通灯信息时，生成相应于所述交通灯信息的控制指令，包括

根据所述交通灯信息判断交通灯是否为红灯状态；

如果交通灯为红灯状态，则根据所述交通灯信息中的交通灯大小和位置信息确定交通灯与汽车之间的距离；

在所述交通灯与汽车之间的距离小于预先设置的第一距离阈值时，生成减速控制指令，在所述交通灯与汽车之间的距离小于预先设置的第二距离阈值时，生成刹车控制指令；

手机终端的通信模块将所述控制指令发送给汽车的操作控制模块以控制汽车的行驶。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，图像分析模块还用于：

根据所述交通灯信息判断交通灯是否由红灯状态变化为绿灯状态；

如果交通灯由红灯状态变化为绿灯状态，则生成启动汽车的控制指令。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述通信模块还用于将所述控制指令通过有线接口发送给汽车的操作控制模块或者通过无线传输装置发送给汽车的操作控制模块。