CN106004438A - 车载智能交通灯联动方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载智能交通灯联动方法及系统，以提高系统的智能性及信号采集的准确性。该联动系统包括图像识别系统及其连接的图像采集传感器，该图像识别系统还与导航系统、发动机控制单元及制动控制系统建立有通信连接；其中，导航系统，用于根据车辆的位置信息判断车辆的行进方向设定距离内是否有红绿灯，并在检测到行进方向设定距离内有红绿灯时，通知图像识别系统；图像识别系统，用于通知图像采集传感器采集相应的图像，并对所采集的图像进行特征提取，以识别出车辆当前车道的红绿灯状态，并在检测到所述车道的红灯信号时，产生危险警示信号输送给发动机控制单元和制动控制系统。

Description

车载智能交通灯联动方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种车载智能交通灯联动方法及系统。

背景技术

目前商用车及乘用车上有基于红绿灯图像识别的系统，通过先验知识在原始图像上定位感兴趣区域过滤掉与红绿灯无关的区域，再利用形状特征过滤提取信号灯红绿色区域颜色信息进行红绿灯判断。在检测到红灯信号后，目前仅通过语音提示器进行语音报警，并没有进行限速，在司机注意力不集中时有误闯红灯的风险。且目前的红绿灯识别系统仅仅是从图像识别方面进行红绿灯信号采集，没有结合其它信号进行综合判断，存在信号采集不准确问题。

发明内容

本发明目的在于公开一种车载智能交通灯联动方法及系统，以提高系统的智能性及信号采集的准确性。

为实现上述目的，本发明公开一种车载智能交通灯联动系统，包括图像识别系统及其连接的图像采集传感器其中，所述图像识别系统还与导航系统、发动机控制单元及制动控制系统建立有通信连接。该系统为下述车载智能交通灯联动方法的实现提供了硬件基础，其中，图像识别系统与图像采集传感器、导航系统、发动机控制单元及制动控制系统之间采用硬线连接或总线连接，相应总线可以采用CAN总线或LIN总线。

为实现上述目的，本发明还公开一种车载智能交通灯联动方法，包括：

建立图像识别系统与图像采集传感器、导航系统、发动机控制单元及制动控制系统之间的通信连接；

通过所述导航系统根据车辆的位置信息判断所述车辆的行进方向设定距离内是否有红绿灯，并在检测到行进方向设定距离内有红绿灯时，通知所述图像识别系统；

在从所述导航系统获取所述车辆的行进方向设定距离内有红绿灯后，所述图像识别系统通知图像采集传感器采集相应的图像，并对所采集的图像进行特征提取，以识别出所述车辆当前车道的红绿灯状态，产生危险警示信号输送给所述发动机控制单元和制动控制系统；

所述发动机控制单元根据图像识别系统的危险警示信号维持发动机怠速运转，同时，所述制动控制系统根据图像识别系统的危险警示信号及当前车速过快信息采取制动处理。

为实现上述目的，本发明公开了一种车载智能交通灯联动系统，包括图像识别系统及其连接的图像采集传感器，所述图像识别系统还与导航系统、发动机控制单元及制动控制系统建立有通信连接，其中：

导航系统，用于根据车辆的位置信息判断所述车辆的行进方向设定距离内是否有红绿灯，并在检测到行进方向设定距离内有红绿灯时，通知图像识别系统；

图像识别系统，用于从导航系统获取所述车辆的行进方向设定距离内有红绿灯后，通知图像采集传感器采集相应的图像，并对所采集的图像进行特征提取，以识别出所述车辆当前车道的红绿灯状态，并在检测到所述车道的红灯信号时，产生危险警示信号输送给发动机控制单元和制动控制系统；

所述发动机控制单元，用于根据图像识别系统的危险警示信号维持发动机怠速运转；

所述制动控制系统，用于根据图像识别系统的危险警示信号及当前车速过快信息采取制动处理。

本发明具有以下有益效果：

本发明的基于导航系统的车载智能交通联动系统及其联动方法，通过导航系统来判断是否有红绿灯装置，这样可以避免图像采集传感器不间断的进行红绿灯信号采集，且可避免信号的误采集，通过综合车辆车速信息、红灯信息、车辆距离红灯的位置信息，可避免因车速过快或驾驶员不注意而误闯红灯，减少交通事故及保证行人及司乘人员的人生安全。

而且，实施本发明技术方案的联动系统，其构件都是现有的，但现有的构件之间彼此独立，而本发明则将各构件的软硬件进行关联，易于实现，且更新、维护便捷。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例公开的联动系统的硬件架构图；

图2为本发明优选实施例公开的联动方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1

本发明实施例首先公开一种车载智能交通灯联动系统。如图1所示，该联动系统包括图像识别系统1及其连接的图像采集传感器2，且该图像识别系统还与导航系统3、发动机控制单元4及制动控制系统5建立有通信连接。其中，该图像识别系统与图像采集传感器、导航系统、发动机控制单元及制动控制系统之间可以采用硬线连接或总线连接；具体的总线形式包括但不限于CAN总线和LIN总线等；该导航系统可为车载导航系统或蓝牙连接的具导航功能的移动导航系统。较佳的，本实施例还在车辆的操控面板上设置一启动开关，以启动或关闭主要由该图像识别系统、图像采集传感器、导航系统、发动机控制单元及制动控制系统组成的联动系统。

本实施例中，上述图像采集传感器可以是在车顶或者车内安装的摄像机，对汽车前方进行实时图像采集，摄像机的规格参数可为带彩色显示屏的车载录像仪，能够即录即看，拍摄文件格式可为录像AVI格式，拍照JPG格式。

如图1所示，实施本实施例技术方案的联动系统，其构件都是现有的，但现有的构件之间彼此独立，而本发明则将各构件的软硬件进行关联，易于实现，且更新、维护便捷。

实施例2

本实施例公开一种基于图1所示联动系统的联动方法，如图2所示，包括：

步骤S1、建立图像识别系统与图像采集传感器、导航系统、发动机控制单元及制动控制系统之间的通信连接。

步骤S2、通过导航系统根据车辆的位置信息判断车辆的行进方向设定距离内是否有红绿灯，并在检测到行进方向设定距离内有红绿灯时，通知图像识别系统。

该步骤中，当导航系统的精度比较高时，相应车辆的车道信息可以直接通过导航系统进行定位。作为一种替换，该车辆车道信息的定位也可以通过图像识别系统通知图像采集传感器予以实时采集并识别当前的车道信息。

步骤S3、在从导航系统获取车辆的行进方向设定距离内有红绿灯后，图像识别系统通知图像采集传感器采集相应的图像，并对所采集的图像进行特征提取，以识别出车辆当前车道的红绿灯状态，并在检测到所述车道的红灯信号时，产生危险警示信号输送给发动机控制单元和制动控制系统。之后，在检测到该车辆所行进车道上的绿灯信号时，通知发动机控制单元及制动控制系统恢复正常运行状态。其中，车速信息可以通过导航系统或车内测速仪获取，判断是否过快可以由图像识别系统和/或发动机控制单元与一设定的速度阈值比较得出，也可以根据距离路口的距离及当前速度进行综合判定。

该步骤中，可选的，图像识别系统对所采集的图像进行特征提取包括：通过中值滤波进行图像预处理；搜索红绿灯样本训练集的特征标记，用轮廓提取的方法定位红绿灯；然后判别所定位区域内对应车辆车道的红绿灯的具体颜色。其中，该训练集所标记特征包括红绿灯底板和外形；红绿灯底板多为黑色，灰度值较低；另一特征就是大多数红绿灯外形固定，且分横竖两种；方便先收集到一些红绿灯样本进行特征标记后存入训练集。

其中，上述图像预处理是基于：由于摄像头是随汽车运动的，因此采集到的图像难免会出现边缘模糊，另外由于空气情况、日照变化、电磁干扰，再加上图像采集过程中会受到噪声的影响，会使采集到的图像变得模糊，因此图像采集完毕后需要进行图像预处理，以提高后续图像识别的准确率。其滤波原理是：对一个滑动的窗口内的像素灰度排序，用其中值代替窗口中心像素原来的灰度，若窗口中的像素有偶数个，取其两个中间的平均值，对于图像边缘模糊问题可以用高通滤波方法处理，图像中的边沿或者线条与图像频谱中的高频分量相对应，因此可以用高通滤波的方法使低频分量得到抑制，从而增强高频分量使图像边沿或线条变得清晰。

进一步的，在上述步骤的图像识别过程中，还包括：从所采集图像中提取红绿灯变换的显示倒计时，并在倒计时结束时通知图像采集系统重新采集图像。藉此，也可以有效避免图像采集传感器频繁的进行无效的图像采集。

步骤S4、发动机控制单元根据图像识别系统的危险警示信号维持发动机怠速运转，同时，制动控制系统根据图像识别系统的危险警示信号及当前车速过快信息采取制动处理。

进一步的，在上述步骤的图像识别过程中，还包括：根据车辆的移动位移和所采集图像的特征变化判断红绿灯是否故障，当检测到红绿灯故障时，通知发动机控制单元及制动控制系统恢复正常运行状态。可选的，当检测到红绿灯故障时，还可以输出相应的语音提示，以便用户提高警觉并提前关闭该联动系统。

实施例3

与上述方法实施例相对应的，本发明实施例还提供一种车载智能交通灯联动系统，用以执行上述联动控制。

本实施例所公开的联动系统包括图像识别系统及其连接的图像采集传感器，该图像识别系统还与导航系统、发动机控制单元及制动控制系统建立有通信连接；其中：

导航系统，用于根据车辆的位置信息判断车辆的行进方向设定距离内是否有红绿灯，并在检测到行进方向设定距离内有红绿灯时，通知图像识别系统。

图像识别系统，用于从导航系统获取车辆的行进方向设定距离内有红绿灯后，通知图像采集传感器采集相应的图像，并对所采集的图像进行特征提取，以识别出车辆当前车道的红绿灯状态，并在检测到车道的红灯信号时，产生危险警示信号输送给所述发动机控制单元和制动控制系统；

发动机控制单元，用于根据图像识别系统的危险警示信号维持发动机怠速运转；

制动控制系统，用于根据图像识别系统的危险警示信号及当前车速过快信息采取制动处理。

综上，本发明实施例公开的基于导航系统的车载智能交通联动系统及其联动方法，通过导航系统来判断是否有红绿灯装置，这样可以避免图像采集传感器不间断的进行红绿灯信号采集，且可避免信号的误采集，通过综合车辆车速信息、红灯信息、车辆距离红灯的位置信息，可避免因车速过快或驾驶员不注意而误闯红灯，减少交通事故及保证行人及司乘人员的人生安全。

而且，实施本发明技术方案的联动系统，其构件都是现有的，但现有的构件之间彼此独立，而本发明则将各构件的软硬件进行关联，易于实现，且更新、维护便捷。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载智能交通灯联动系统，包括图像识别系统及其连接的图像采集传感器，其特征在于，所述图像识别系统还与导航系统、发动机控制单元及制动控制系统建立有通信连接。

2.根据权利要求1所述的车载智能交通灯联动系统，其特征在于，所述图像识别系统与所述图像采集传感器、导航系统、发动机控制单元及制动控制系统之间采用硬线连接或总线连接，所述总线采用CAN总线或LIN总线。

3.根据权利要求1或2所述的车载智能交通灯联动系统，其特征在于，还包括：

在车辆的操控面板上设置一启动开关。

4.根据权利要求1或2所述的车载智能交通灯联动系统，其特征在于，所述导航系统为车载导航系统或蓝牙连接的具导航功能的移动导航系统。

5.一种车载智能交通灯联动方法，其特征在于，包括：

建立图像识别系统与图像采集传感器、导航系统、发动机控制单元及制动控制系统之间的通信连接；

通过所述导航系统根据车辆的位置信息判断所述车辆的行进方向设定距离内是否有红绿灯，并在检测到行进方向设定距离内有红绿灯时，通知所述图像识别系统；

在从所述导航系统获取所述车辆的行进方向设定距离内有红绿灯后，所述图像识别系统通知图像采集传感器采集相应的图像，并对所采集的图像进行特征提取，以识别出所述车辆当前车道的红绿灯状态，产生危险警示信号输送给所述发动机控制单元和制动控制系统；

所述发动机控制单元根据图像识别系统的危险警示信号维持发动机怠速运转，同时，所述制动控制系统根据图像识别系统的危险警示信号及当前车速过快信息采取制动处理。

6.根据权利要求5所述的车载智能交通灯联动方法，其特征在于，所述图像识别系统对所采集的图像进行特征提取包括：

通过中值滤波进行图像预处理；

搜索红绿灯样本训练集的特征标记，用轮廓提取的方法定位红绿灯；该训练集所标记特征包括红绿灯底板和外形；

判别所定位区域内对应所述车辆车道的红绿灯的具体颜色。

7.根据权利要求6所述的车载智能交通灯联动方法，其特征在于，还包括：

从所采集图像中提取红绿灯变换的显示倒计时，并在所述倒计时结束时通知所述图像采集系统重新采集图像。

8.根据权利要求5至7任一所述的车载智能交通灯联动方法，其特征在于，还包括：

根据车辆的移动位移和所采集图像的特征变化判断红绿灯是否故障，当检测到红绿灯故障时，通知所述发动机控制单元及制动控制系统恢复正常运行状态。

9.根据权利要求5至7任一所述的车载智能交通灯联动方法，其特征在于，所述车辆的车道信息通过所述导航系统或图像识别系统进行定位。

10.一种用于执行上述权利要求5至9任一所述方法的车载智能交通灯联动系统，包括图像识别系统及其连接的图像采集传感器，其特征在于，所述图像识别系统还与导航系统、发动机控制单元及制动控制系统建立有通信连接；其中：

所述导航系统，用于根据车辆的位置信息判断所述车辆的行进方向设定距离内是否有红绿灯，并在检测到行进方向设定距离内有红绿灯时，通知图像识别系统；

所述图像识别系统，用于从导航系统获取所述车辆的行进方向设定距离内有红绿灯后，通知图像采集传感器采集相应的图像，并对所采集的图像进行特征提取，以识别出所述车辆当前车道的红绿灯状态，并在检测到所述车道的红灯信号时，产生危险警示信号输送给所述发动机控制单元和制动控制系统；

所述发动机控制单元，用于根据图像识别系统的危险警示信号维持发动机怠速运转；

所述制动控制系统，用于根据图像识别系统的危险警示信号及当前车速过快信息采取制动处理。