CN110147695A - 一种用于公交站点识别的站点标志牌和公交站点的识别系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于公交站点识别的站点标志牌和公交站点的识别系统，属于公交站点识别检测技术领域。该站点标志牌包括用于存储校验信息的校验区域和用于存储公交的站点信息的存储区域，该校验区域包括若干个黑白方块，该存储区域包括二维码图案。本发明利用站点标志牌中的二维码图案来存储站点信息，使用时将该站点标志牌安设在公交站点周围，利用车载摄像头方便快捷地获取站点信息，不再受制于卫星定位信号的强弱，同时本方案还设置了用于校验站点标志牌身份的校验区域，在读取二维码图案信息之前，先通过校验区域来在帧图像中定位站点标志牌，避免因为站点附近其它二维码对站点识别造成干扰，以此提高了站点识别的工作效率和识别准确度。

Description

一种用于公交站点识别的站点标志牌和公交站点的识别系统
技术领域
本发明涉及一种用于公交站点识别的站点标志牌和公交站点的识别系统，属于公交站点识别检测技术领域。
背景技术
现有公交站点的识别是基于卫星定位系统，将公交线路每个站点的定位坐标信息存储在车载终端设备中，车载终端设备实时获取定位坐标信息，当公交车进入该坐标位置时，车载终端设备会根据存储的定位信息，自动预报对应站点的站名。但现有的卫星定位系统的信号容易受到环境影响，当车辆驶入高层建筑物比较密集、立交桥下面、山区、隧道时，几乎没有卫星定位信号，现有技术也就无法实现定位。同时，卫星定位系统的定位精度容易受到天气条件、车身的电磁干扰以及复杂环境下多径效应等方面的影响，还容易造成定位结果的不准确。
因此，如何准确地识别出公交站点是亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于公交站点识别的站点标志牌和公交站点的识别系统，以解决目前公交站点识别方案易受环境、天气影响使得结果不准确的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种用于公交站点识别的站点标志牌，该站点标志牌包括用于存储校验信息的校验区域和用于存储公交的站点信息的存储区域，该校验区域包括若干个黑白方块，该存储区域包括二维码图案。
本方案利用站点标志牌中的二维码图案来存储站点信息，使用时将该站点标志牌安设在公交站点周围，利用车载摄像头方便快捷地获取站点信息，不再受制于卫星定位信号的强弱，同时本方案还设置了用于校验站点标志牌身份的校验区域，在读取二维码图案信息之前，先通过校验区域来在帧图像中定位站点标志牌，避免因为站点附近其它二维码对站点识别造成干扰，以此提高了站点识别的工作效率和识别准确度。
进一步地，该存储区域嵌套在该校验区域中，该校验区域中的黑方块与白方块分别代表不同的数值，用于以设定顺序读取黑白方块代表的数值获得校验码。
本方案给出了一种较优的校验区域和存储区域分布方案。
进一步地，该校验码包括验证部分和公交线路部分。
本方案给出了一种较优的校验码组成方案。
进一步地，该站点信息包括站点名称信息、站点编码信息和/或站点位置信息。
本发明还提供了一种基于上述任一所述站点标志牌的公交站点的识别系统，包括车载摄像头、处理器和存储器，车载摄像头连接处理器，用于采集车辆周围的视频流数据，处理器用于运行存储在存储器中的程序指令，以实现以下步骤：
步骤1：提取视频流数据的帧图像，在帧图像中定位出疑似标志牌的区域；
步骤2：以设定顺序读取疑似标志牌对应的校验区域中的校验信息，若符合当前公交车辆的信息，则判定该疑似标志牌为站点标志牌，若不符合当前公交车辆的信息或读取不到校验码，则判定该疑似标志牌不是站点标志牌；
步骤3：解析该站点标志牌存储区域中的二维码图像，获得当前公交站点的站点信息。
本方案利用站点标志牌中的二维码图案来存储站点信息，使用时将该站点标志牌安设在公交站点周围，利用车载摄像头方便快捷地获取站点信息，不再受制于卫星定位信号的强弱，同时本方案还设置了用于校验站点标志牌身份的校验区域，在读取二维码图案信息之前，先通过校验区域来在帧图像中定位站点标志牌，避免因为站点附近其它二维码对站点识别造成干扰，以此提高了站点识别的工作效率和识别准确度。
进一步地，将站点标志牌对应的站点信息存储在数据库中，统计数据库中拥有相同站点信息的图片数量，若该数量大于设定阈值时，则认定该站点信息即为当前站点对应的站点信息。
本方案通过多幅帧图像连续多次的统计，实现对特定站点信息的识别，避免了某一幅图像检测的误差对最终识别结果的影响，提高了最终的识别准确率。
进一步地，当判定该疑似标志牌为站点标志牌后，根据该站点标志牌在当前帧图像中的位置，控制车载摄像头转向该站点标志牌的方向。
本方案可以使站点标志牌位于车载摄像头视场的中央，提高帧图像中站点标志牌的成像质量，最终提高二维码图像的识别准确率。
进一步地，当判定该疑似标志牌为站点标志牌后，根据该站点标志牌在当前帧图像中的位置和区域大小，控制车载摄像头调整其焦距参数。
本方案可以增大站点标志牌在帧图像中的像素大小，提高帧图像中站点标志牌的清晰度，最终提高二维码图像的识别准确率。
进一步地，在提取视频流数据的帧图像后，对帧图像进行去噪和灰度化预处理。
进一步地，在定位出疑似标志牌的区域后，对定位出的疑似标志牌进行形状校正和二值化处理。
附图说明
图1是本发明一种站点标志牌实施例的示意图；
图2是本发明一种公交站点的识别系统实施例的程序流程图。
具体实施方式
站点标志牌实施例
本实施中的站点标志牌设置在站点附近的设定位置，方便车载摄像头的识别检测。该标志牌分为用于校验标志牌身份的校验区域和用于存储公交站点信息的存储区域，具体的，本实施例中使用二维码图案作为标志牌的存储区域，二维码图案中存储有该站点对应的名称信息、站点编码信息和位置坐标等，使用黑白方块图案作为标志牌的校验区域，该黑白方块分布于二维码图案周围。而疑似标志牌则是帧图像中与站点标志牌形状、颜色或纹理特征相近的形状区域。
如图1所示为本实施例所采用的站点标志牌示意图，本实施例将二维码嵌套在4x4的黑白宫格图中，二维码位置占据黑白宫格图正中间的2x2区域，周围留下12个黑白方块图案作为标志牌的校验区域。
本实施例将黑色方块代表的数值定为0，将白色方块代表的数值定为1，以左上角的方块为首位，逆时针方向读取校验区域中的校验码，具体为011010101011，其中前4位为验证位，后8位为公交线路号，若符合当前公交信息，则认定为站点标志牌。
识别系统实施例
本实施例中使用了与站点标志牌实施例中相同的站点标志牌，具体结构在此不予以赘述。本实施例包括车载摄像头、处理器和存储器。该车载摄像头设置在公交车上，用于采集车辆周围的视频流数据，车载摄像头连接处理器，用于将采集到的数据传输给处理器，处理器用于运行存储在存储器中的程序指令。
如图2所示为本实施例的程序流程图，具体包括以下步骤：
步骤1：利用车辆上的摄像头获取车辆旁的实时视频流。
其中，为了减少无效的识别，可以设定当车速小于设定阈值时再触发摄像头的采集工作。
步骤2：对实时视频流的帧图像进行去噪、灰度化等预处理操作。
步骤3：检测帧图像中是否存在疑似标志牌，若存在，定位出疑似标志牌的位置区域，并进行步骤4操作，若不存在，继续检测帧图像。
由于标志牌上基本上都是黑白色，同时标志牌有固定的形状，因此具体的检测算法可以使用现有的颜色识别算法、纹理特征识别算法、边缘提取算法和/或形状识别，以快速定位出疑似标志牌的位置区域，在此不予以赘述。
步骤4： 对疑似标志牌进行形状校正，将疑似标志牌的形状调整为站点标志牌的形状，并进行二值化处理。
其中，站点标志牌的形状设为正方形或矩形以方便识别调整，二值化处理中的阈值可以通过人为设定，也可以使用现有的阈值生成算法来计算生成。
步骤5：根据站点标志牌中校验区域的位置分布，确定形状校正后的疑似标志牌中对应的校验区域，判断疑似标志牌的校验区域中是否存在黑白方块，若存在，进行步骤6的操作，若不存在，则判定该疑似标志牌不是站点标志牌，返回步骤3。
步骤6：将黑色方块代表的数值定为1，将白色方块代表的数值定为0，以左上角的方块为首位，逆时针方向读取校验区域中的校验码，具体为011010101011，其中前4位为验证位，后8位为公交线路号，若符合当前公交信息，则将该疑似标志牌认定为站点标志牌，并进行步骤7，若不符合，则判定该疑似标志牌不是站点标志牌，返回步骤3。
步骤7：解析该站点标志牌存储区域中的二维码图像所包含的站点信息，并将该站点标志牌对应的站点信息保存在数据库中。
其中，解析二维码图像的算法使用的是现有的解析算法，包括对二维码图案的定位、识别等，在此不予以赘述。
步骤8：统计数据库中拥有相同站点信息的图片数量，若该数量大于设定阈值时，则认定该站点信息即为当前站点对应的站点信息，若该数量不大于该设定阈值，则返回步骤3，继续识别并统计帧图像中包含的站点信息。
当然，为了提高二维码图案的识别精度，当判定某一疑似标志牌为站点标志牌时，可以控制摄像头进行变焦，以获得更清晰的站点标志牌图像，该种变型应当落入本发明的保护范围内。
当然，还可为摄像头加装可控云台，当判定某一疑似标志牌为站点标志牌时，根据该站点标志牌在帧图像中的位置，控制可控云台，将该站点标志牌调整至帧图像中间位置，再控制摄像头变焦采集更清晰的站点标志牌，该种变型应当落入本发明的保护范围内。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种用于公交站点识别的站点标志牌，其特征在于，该站点标志牌包括用于存储校验信息的校验区域和用于存储公交的站点信息的存储区域，该校验区域包括若干个黑白方块，该存储区域包括二维码图案。
2.根据权利要求1所述的站点标志牌，其特征在于，该存储区域嵌套在该校验区域中，该校验区域中的黑方块与白方块分别代表不同的数值，用于以设定顺序读取黑白方块代表的数值获得校验码。
3.根据权利要求2所述的站点标志牌，其特征在于，该校验码包括验证部分和公交线路部分。
4.根据权利要求1至3任一所述的站点标志牌，其特征在于，该站点信息包括站点名称信息、站点编码信息和/或站点位置信息。
5.一种基于权利要求1至4任一所述站点标志牌的公交站点的识别系统，其特征在于，包括车载摄像头、处理器和存储器，车载摄像头连接处理器，用于采集车辆周围的视频流数据，处理器用于运行存储在存储器中的程序指令，以实现以下步骤：
步骤1：提取视频流数据的帧图像，在帧图像中定位出疑似标志牌的区域；
步骤2：以设定顺序读取疑似标志牌对应的校验区域中的校验信息，若符合当前公交车辆的信息，则判定该疑似标志牌为站点标志牌，若不符合当前公交车辆的信息或读取不到校验码，则判定该疑似标志牌不是站点标志牌；
步骤3：解析该站点标志牌存储区域中的二维码图像，获得当前公交站点的站点信息。
6.根据权利要求5所述的公交站点的识别系统，其特征在于，将站点标志牌对应的站点信息存储在数据库中，统计数据库中拥有相同站点信息的图片数量，若该数量大于设定阈值时，则认定该站点信息即为当前站点对应的站点信息。
7.根据权利要求5或6所述的公交站点的识别系统，其特征在于，当判定该疑似标志牌为站点标志牌后，根据该站点标志牌在当前帧图像中的位置，控制车载摄像头转向该站点标志牌的方向。
8.根据权利要求5或6所述的公交站点的识别系统，其特征在于，当判定该疑似标志牌为站点标志牌后，根据该站点标志牌在当前帧图像中的位置和区域大小，控制车载摄像头调整其焦距参数。
9.根据权利要求5所述的公交站点的识别系统，其特征在于，在提取视频流数据的帧图像后，对帧图像进行去噪和灰度化预处理。
10.根据权利要求5所述的公交站点的识别系统，其特征在于，在定位出疑似标志牌的区域后，对定位出的疑似标志牌进行形状校正和二值化处理。
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