CN112216137A - 一种车用道路指示标志识别系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用道路指示标志识别系统与方法，属于车联网系统领域。该系统包括带有二维码的道路交通标志以及外接前置摄像头的车载终端设备。车载终端设备通过摄像头识别二维码，进而快速识别对应的道路交通标志。此外可以凭借车辆位置信息与获取的二维码信息访问调度管理中心云服务器，获取周围路况信息进而辅助驾驶及优化路线。道路短时施工或发生交通事故以及紧急救援等突发状况时，相关信息与调度管理中心共享，周围车辆可以获取相应信息进而规避。车辆使用二维码快速识别道路交通标志，通过调度管理中心及时获取周围路段的突发路况信息，有利于优化行驶路线，减少拥堵，有利于车路互联以及智慧路网的建设。

Description

一种车用道路指示标志识别系统与方法

技术领域

本发明属于车联网系统领域，具体涉及一种车用道路指示标志识别系统与方法。

背景技术

车联网技术是新一代信息技术的重要发展方向，有非常广阔的发展前景。车辆的智能化程度以及对周围环境的感知识别能力不断提高，但是车辆不仅需要独立的对道路环境进行感知识别，也需要与周围环境等进行交互以实现驾驶过程更加安全智能。城市区域的交通管理与调度通常涉及复杂的路网监测与养护，大规模的车流调度等，当车辆自身的智能程度在提高时，如何提高道路相关基础设施的智能程度以及与车辆的信息共享能力成为车联网发展过程中的重要问题。

目前车联网发展过程中仍然存在以下问题需要解决：

道路交通标志对于交通管理，指示道路情况等具有重要作用，但是由于道路维修以及新道路的修建等状况，存在道路交通标志更新不及时的情况。例如对道路进行短时的养护维修作业，会占用部分车道或封堵车道，这些信息如今尚不能及时的体现在较远处的交通标志上，也无法快速通过车载导航软件获取相关信息，依旧会有不知道施工情况的车辆穿过该路线，造成道路的拥堵甚至影响施工。除此之外，当道路出现紧急情况时，车辆难以快速的获取相关信息以避开相关路段。例如交警进行处理突发的交通事故过程中会短暂影响交通，交警不仅需要处理事故还需要疏导交通，假如车辆在距离事故现场较远的路段获取到了相关信息，那么就可以选择其他路线行驶。同理，对于紧急的火灾救援情况，人民需要紧急送医救援的情况，消防医护车辆行驶路线一般会穿过不同路段，假如消防医护车辆可以快速选择不拥堵路段，而且其他车辆如果不大量涌入消防医护车辆行驶路段，那么紧急救援的速度会得到进一步提高，进而更容易挽救人民的生命与财产。

自动驾驶汽车通常以光学雷达、卫星定位技术以及计算机视觉等技术感知周围环境，构建对世界的感知模型，然后进行决策与控制，其中对道路指示标志的识别主要使用计算机视觉技术，通过物体检测或语义分割技术识别道路指示标志。由于自动驾驶过程中需要检测识别各种类型的目标，包括车辆，障碍物，行人，道路交通标线以及道路交通标志等，计算量很大，对于道路交通标志的识别准确率依旧需要进一步提高。

道路交通标志中颜色形状的不同以及部分标志包含的文字是为驾驶人员方便识别设计的，但是现有的识别方法通常使用图像比对或计算机视觉的方法，对道路交通标志的识别会受到光照、环境等因素的影响，让智能设备理解为人类设计的标志存在一定的复杂性。与便于人类识别的交通标志图像识别相比，智能设备对二维码的识别速度与准确度则更高。

如今路网的智能化尚未完全开发，城市的调度管理中心还不能有效的监测所有路段的状态，无法将实时的道路养护、交通事故、紧急救援等突发信息传递到相关车辆。除此之外，在老旧路段依然存在标志标线不规范的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提出了一种带有二维码的道路交通标志，车载终端设备通过摄像头识别并获取二维码中信息，进而快速识别对应的道路交通标志，同时结合卫星定位技术获取车辆位置信息，通过访问调度管理中心云服务器，获取额外信息进而辅助驾驶及优化路线的车用道路交通标志识别系统与方法。

本发明具体采用如下技术方案：

一种车用道路指示标志识别系统，包括调度管理中心，带有二维码的道路交通标志和车载终端设备，车载终端设备通过识别二维码获取交通标志信息后，结合车辆自身的位置信息向调度管理中心发送数据请求获取额外信息，调度管理中心负责存储所有的二维码标志牌数据，获取并存储突发路况信息，根据发送请求的车辆位置信息将车辆周边一定范围内的突发路况信息作为额外信息返回；

带有二维码的道路交通标志包括二维码标志牌和交通标志，两部分固定于同一支撑结构上；

车载终端设备能够获取车辆当前的位置信息，能够连接并控制车载摄像头，具有联网功能，通过车载摄像头识别路旁可见的二维码标志牌，读取其中的信息。

优选地，二维码标志牌的形式预先设置，所存储的信息包括唯一编号、对应的交通标志信息以及位置信息。

一种车用道路指示标志识别方法，采用如上所述的系统，包括以下步骤：

步骤1，当进行短时道路养护或施工时，道路施工单位将道路施工位置信息，施工持续时间，施工影响范围信息提交到调度管理中心，当出现交通事故或需要紧急救援时，交警消防单位将自身位置信息，发生紧急状况的路段位置信息等与调度管理中心实时共享。

步骤2，车辆在道路中正常行驶，车载终端设备通过识别路旁可见的二维码标志牌识别交通标志，同时根据获取的二维码的唯一编号以及车辆自身的位置信息向调度管理中心发生请求；

步骤3，调度管理中心获取请求后验证请求信息有效后将车辆当前位置周围一定范围内的所有施工或突发路况信息作为额外信息返回给车辆；

步骤4，车载终端设备获取范围信息后，将获取的信息告知驾驶人员，由驾驶人员决定是否更换路线以及如何更换路线。

本发明具有如下有益效果：

通过为道路交通标志增加二维码标志牌便于车载终端设备进行识别，相比于使用计算机视觉以及图像比对的方法速度更快，准确率更高，相对而言不易受环境影响。

调度管理中心通过存储城市或某个区域中的道路交通标志的二维码信息实现对车流和路网的状态监测与数据汇总，有利于车路互联、智慧路网的建设。

车辆在获取二维码中信息后，不仅可以快速识别道路交通标志的含义，还可以凭借获取的二维码唯一编号与自身位置向调度管理中心云服务器发送请求，获取车辆周围最新的路况信息，便于规划更优路线以避免拥堵，防止对紧急救援或道路施工造成影响。

道路施工单位可以通过云服务器将信息推送给距离施工路段较近的车辆，方便车辆提前换用新的路线，减少对施工的影响，也节省了车辆驾驶员时间。交警以及消防单位在处理突发事件时需要快速反应，快速到达现场处理问题，通过与调度管理中心的位置信息共享，可以快速的推送到救援路线及周边的其他车辆，防止其他车辆堵塞道路影响救援速度。除此之外，还可以与传感网融合，为车辆提供更多的地质与气象信息。

附图说明

图1为车用道路交通标志识别系统与方法中带有二维码的道路交通标志的结构组成图；

图2为车用道路交通标志识别系统与方法中车辆识别交通标志的示意图。

其中，1为地面，2为支撑结构，3为二维码的标志牌，4为交通标志，5为车流方向，6为行驶中的车辆，7为带有二维码的道路交通标志，8为道路区域，9为受影响区域。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：

结合图1和图2，车用道路交通标志识别系统包含三个部分，第一部分是带有二维码的道路交通标志，第二部分是车载终端设备，第三部分是调度管理中心云服务器。

带有二维码的道路交通标志包含两部分，一部分是道路交通标志4，供驾驶人员识别，另一部分是存储有该道路交通标志信息以及唯一编号的二维码标志牌3，用于车联网设备通过摄像头快速识别，两部分置于同一支撑结构2之上，支撑结构固定于地面1上。

车载终端设备外接行驶中的车辆6前方的摄像头，同时需要具备访问互联网的功能。设备通过行驶中的车辆6前方的摄像头识别道路中可见的二维码，可以获得两种信息，一种是从二维码标志牌3中直接读取的信息，另一种是根据行驶中的车辆6当前位置以及二维码中的唯一编号与调度管理中心云服务器进行通信，获取在该位置可以获得的额外信息，例如周围路段信息或道路交通标志的更新信息等。

调度管理中心云服务器负责对整个城市或某个区域的车流及路网状态进行监测与数据汇总，当认证过的车辆发起数据请求时，能够根据车辆发送的数据返回相应的额外信息；当某个道路区域8出现突发情况时，可以将其作为额外信息发送给划定的受影响区域周围的车辆；当道路施工方进行施工时或出现需要紧急救援等短时突发情况时，可以将数据上传至调度管理中心，进而作为额外信息共享给受影响区域9周围的车辆。

带有二维码的道路交通标志7中的二维码不影响交通标志的形状、大小与内容，是作为一个额外的指示牌3与原有交通标志4置于同一支撑结构2上，其功能类似于道路交通标志中的辅助标志，只不过二维码的辅助对象不是驾驶员而是车载终端设备，便于车辆获取交通标志所包含的信息。

二维码中包含唯一的编码、道路交通标志信息以及当前位置数据，与同一支撑结构2上的交通标志4对应。(除此之外，可以根据更复杂的要求添加相应的数据。)

车载终端设备能够外接车载摄像头，具有联网与定位功能，能够识别并对二维码进行解码，能够获取车辆当前位置，识别二维码后与调度管理中心云服务器交互，根据车辆当前位置以及获取的二维码数据获取云服务器返回的额外信息。

调度管理中心云服务器负责对整个城市或特定区域的车流及路网状态进行监测与数据收集存储，当道路施工单位在某个路段施工时，将施工任务的位置、持续时间及影响范围提交到云服务器；当突发交通事故或消防救援任务时，交警或消防单位实时将自身位置推送到云服务器，云服务器进行监测与数据存储；当车辆发起数据请求时，云服务器会将车辆周边一定范围内的突发状况数据作为额外信息返回。

车用道路交通标志识别方法采用如上所述的系统，包括以下步骤：

步骤1，首先部署带有二维码的道路交通标志7，或在现有道路交通标志支撑结构2上安装二维码标志牌3，二维码中的数据需要预先设置，包含唯一的编号，对应的道路交通标志信息以及部署的位置信息。

步骤2，调度管理中心云服务器将所有带有二维码的道路交通标志数据存入数据库。当更换或添加新的道路交通标志时，云服务器中存储的数据也要进行更新或添加。当道路需要养护或施工时，施工单位向调度管理中心提交施工信息，包括施工路段的位置，施工持续时间等，云服务器收到数据并存储。当出现突发交通事故或消防救援任务时，交警和消防单位将自身位置与云服务器实时共享，云服务器存储并实时更新。

步骤3，对于在路网中行驶中的车辆6，车载终端设备通过摄像头实时识别道路旁可见的交通标志牌下的二维码，获取二维码内数据，结合车辆认证信息与通过卫星定位获得的位置信息访问调度管理中心，获取额外信息，为驾驶提供辅助。结合相关信息，车载终端设备可以判断当前路线是否可行以及如何选择新的路线。

步骤4，当车辆行驶至某个位置，识别道路旁边的可见二维码标志牌3之后，通过访问云服务器获取返回的额外信息，当额外信息中指示周围路段有施工、交通事故或消防救援等突发状况后，车载终端设备可以提醒驾驶员调整行驶路线，防止影响驾驶员正常行驶而且有利于防止拥堵。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种车用道路指示标志识别系统，其特征在于，包括调度管理中心，带有二维码的道路交通标志和车载终端设备，车载终端设备通过识别二维码获取交通标志信息后，结合车辆自身的位置信息向调度管理中心发送数据请求获取额外信息，调度管理中心负责存储所有的二维码标志牌数据，获取并存储突发路况信息，根据发送请求的车辆位置信息将车辆周边一定范围内的突发路况信息作为额外信息返回；

带有二维码的道路交通标志包括二维码标志牌和交通标志，两部分固定于同一支撑结构上；

车载终端设备能够获取车辆当前的位置信息，能够连接并控制车载摄像头，具有联网功能，通过车载摄像头识别路旁可见的二维码标志牌，读取其中的信息。

2.如权利要求1所述的一种车用道路指示标志识别系统，其特征在于，二维码标志牌的形式预先设置，所存储的信息包括唯一编号、对应的交通标志信息以及位置信息。

3.一种车用道路指示标志识别方法，其特征在于，采用如权利要求1或2所述的系统，包括以下步骤：

步骤1，当进行短时道路养护或施工时，道路施工单位将道路施工位置信息，施工持续时间，施工影响范围信息提交到调度管理中心，当出现交通事故或需要紧急救援时，交警消防单位将自身位置信息，发生紧急状况的路段位置信息等与调度管理中心实时共享。

步骤2，车辆在道路中正常行驶，车载终端设备通过识别路旁可见的二维码标志牌识别交通标志，同时根据获取的二维码的唯一编号以及车辆自身的位置信息向调度管理中心发生请求；

步骤3，调度管理中心获取请求后验证请求信息有效后将车辆当前位置周围一定范围内的所有施工或突发路况信息作为额外信息返回给车辆；

步骤4，车载终端设备获取范围信息后，将获取的信息告知驾驶人员，由驾驶人员决定是否更换路线以及如何更换路线。

Images