CN201859542U

CN201859542U - 一种道路交通标志自动识别系统

Info

Publication number: CN201859542U
Application number: CN2010206222436U
Authority: CN
Inventors: 韩毅; 王恒凯; 毛锦; 李兆凯; 孙纯; 于鹏程; 任德锟; 宋殿明; 吴付威
Original assignee: Changan University
Current assignee: Changan University
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2020-11-24

Abstract

本实用新型公开了一种道路交通标志自动识别装置，包括图像采集接收装置、图像处理装置以及图像提醒装置，所述的图像采集接收装置、图像处理装置以及图像提醒装置依次相连；所述的图像采集接收装置为摄像部件，所述图像处理装置是车载电脑，所述提醒装置为语音播放器。本实用新型的道路交通标志自动识别装置，投资费用少、识别精度高适于广泛推广。

Description

一种道路交通标志自动识别系统

技术领域

本实用新型涉及于汽车领域，尤其涉及汽车在行驶过程中对交通标志识别的领域。

背景技术

道路交通标志和标线是用图案、符号、文字传递交通管理信息，用以管制及引导交通的一种安全管理设施。交通安全一直是交通运输、交通运行、交通运营中的重点。现今汽车上的主动安全和被动安全装置也一直在研究，但对交通标志的自动识别，目前在使用的汽车上很少见到或是几乎没有。因此，需要在汽车上安装交通标志自动识别的装置，来增加交通运行的安全性。

目前，对交通标志识别有两种方式，一种是交通标志的自动提示，将无线信号发射器设置在交通标志牌上，无线信号接收器设置在驾驶员端，无线信号发射器在一定半径范围内不断发出对应特征信号电磁波，车辆进入无线信号发射器的作用范围后，无线信号接收器收到特征信号电磁波，由单片机进行比较，根据对应的交通标志的信号，从语音存贮电路中选出语音数据并进行播放，驾驶员即使无法观察交通标志牌也能得到准确及时的提示，实现上述方式通过一个无线信号接收器和无线信号发射器构成，无线信号接收器与一个单片机相连，单片机与语音存贮电路相连，语音存贮电路与语音功率放大电路相连，单片机中储存有任意一个无线信号发射器的信号特征数据。这种方式虽然有助于提高道路交通安全，但是对于众多的道路交通标志，需要耗资很多，而且对离得近的交通标志识别时会出现相互干扰的现象。

另一种道路交通标志的检测，通过分析道路交通标志的基本颜色和基本几何形状，提出颜色形状对、并根据颜色形状对构造了道路交通标志的颜色与几何形状的关系模型，利用该模型对交通标志进行检测。该方式仅仅从提取了交通标志的颜色和形状，并没有对周围环境进行分析对比，容易造成误判断。

发明内容

本实用新型的目的是在于提供一种投资费用少、识别精度高的道路交通标志自动识别装置。

为了实现上述技术任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种道路交通标志自动识别装置，包括图像采集接收装置、图像处理装置以及图像提醒装置，其特征在于：所述的图像采集接收装置、图像处理装置以及图像提醒装置依次相连；所述的图像采集接收装置为摄像部件，所述图像处理装置是车载电脑，所述提醒装置为语音播放器。

本实用新型的其他技术特点为：

所述的摄像部件为照相机或数码摄像机。

所述的摄像部件安装在汽车右倒后镜的支架上。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

（1）成本低。本装置只使用摄像头、单片机以及语音提醒装置，不需要很多的费用。

（2）使用方便。本装置只要安装在车体前部，通过CAN总线将其所测到的信息，及道路交通标志反馈到语音提醒装置，这样不会因为传感器数量增加而使车载繁重。

（3）自动提醒。本装置检测到道路交通标志后，经过单片机控制，语音提醒装置提示驾驶员前方有××交通标志，请注意驾驶之类的语音。这样，驾驶员会提前做好相应的准备。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2 为系统流程图。

图3为本实用新型的硬件安装图。

图4为本实用新型针对矩形和正三角形的掩膜。其中图4a为针对矩形的掩膜，图4b为针对三角形的掩膜。

图中各数字表征以下含义， 1-语音提示装置，2-车载电脑， 3-摄像头。

以下结合附图对本实用新型的具体内容作进一步详细说明。

具体实施方式

参见图1-图4，本实用新型的道路交通标志自动识别装置，包括图像采集接收装置、图像处理装置以及图像提醒装置，其中图像采集接收装置、图像处理装置以及图像提醒装置依次相连；所述的图像采集接收装置为摄像部件，所述图像处理装置是车载电脑，所述提醒装置为语音播放器。本实用新型采用一个摄像头、一台车载电脑和一个语音播放器。由摄像头采集道路周边环境信息，车载电脑处理采集到的信息，最后由语音播放器给驾驶员以相应的提示。由于摄像头采集的是整个周边环境，车载电脑先用SVF（Simple Vector Filter）算法按照颜色对图像进行初步分割。颜色分为双色和单色。单色常出现在物体的轮廓部分，因此用SVF提取颜色，去除轮廓信息。SVF是基于RGB（红、蓝、绿）体系的。单色的计算式为：

（1）

当result>=1为彩色，result<1为单色。Red、Green、Blue分别为亮度分量，D是单色提取系数，这里取20。该算法主要用于标志轮廓以及去除背景部分。

道路交通标志主要有三种颜色：红、黄、蓝。这三种颜色在理想状态下可取极值（255,0,0）、（255,255,0）、（0,0,255）。同时，绿色素也会被保留，需要进一步排除。

由于绿色的R、G、B分量在不同光照条件下波动较大，但三分量之间的关系相对稳定，因此，排除条件为：

（2）

这样，绿色区域被排除。

由于不同的标志检测在不同颜色的像素上进行，需要将SVF分割出来的感兴趣区域分割为红、黄、蓝三部分。按如下定义进行分割：Red-Green>50为红色；Red-Blue>80且Green>80为黄色；Blue-Red>85且Blue>100为蓝色。

之后是去噪声工作，由于黄色和蓝色呈块状分布，去噪声后可以很好的保留特征。但是红色为环形区域，远距离时目标较小，容易被作为噪声去掉，所以在去噪声的时候对红色予以保留。

在对交通标志粗分割之后，边缘检测将不同形状的标志区分出来。其中，拐角提取法是很重要的一种方法。拐角是矩形标志和三角形标志的特征。本算法对一种图形只提取一类特征拐角。基于自上而下、自左而右的扫描方法，在图形不大幅旋转的条件下，首先扫描到的应该是左上角的顶点，采用左上角掩膜，如图4所示，矩形和三角形的算法相类似，这里以矩形举例介绍。全图操作如下：

（1）使用左上角掩膜对未处理的蓝色像素点进行卷积，当卷积值大于预先给定的阈值，则认为该点为所求的拐点；

（2）从拐角处沿水平方向进行扫描，直到无法找到蓝色像素点，记录此时的偏移量，若超过最小长度，则记录为长，否则返回；

（3）同理，从拐角处沿竖直方向开始扫描，直到无法找到蓝色像素，记录此时的偏移量，若超过最小宽度，记为宽，否则返回；

（4）验证，a）长与宽的比例不应该超过确定范围，b）该区域内不该再有白色和蓝色以外的颜色；

（5）若条件满足则认为该处是矩形交通标志，将区域内全部的点标记为已处理，返回（1）直到扫描结束。

拐角处理后，还有圆形边缘检测。

圆形检测方法如下：

（1）自上而下，自左而右扫描全图。若点M为未处理A特征点，则沿M点对角线方向向右向下搜索直到超过预定义的标志大小阈值；

（2）若发现特征点：a）判断其处于圆中或圆周，确定圆心位置和半径大小，b）验证：根据上一步骤所确定的圆心及半径大小在一定范围内搜索B类特征点，若其中一个方位搜索到一定量特征点，则认为搜索到的图形为圆，将区域中所有的点标记为已处理，否则拒绝；

（3）继续搜索直到扫描结束。

这样，图像处理结束，并用处理后的结果来控制语音提醒装置，使语音提醒装置在不同的道路交通标志下用相应的语音提示驾驶员。

本实用新型的语音提醒装置可以用蜂鸣器，也可以用语音播放器，蜂鸣器声音太单调，不能对多种道路信息进行区分提示，所以选择用语音播放器，这样，在不同的道路交通标志下，驾驶员可以根据不同的道路交通标志提前做出相应的反应。

Claims

1.一种道路交通标志自动识别装置，包括图像采集接收装置、图像处理装置以及图像提醒装置，其特征在于：所述的图像采集接收装置、图像处理装置以及图像提醒装置依次相连；所述的图像采集接收装置为摄像部件，所述图像处理装置是车载电脑，所述提醒装置为语音播放器。

2.如权利要求1所述的道路交通标志自动识别装置，其特征在于：所述的摄像部件为照相机或数码摄像机。

3.如权利要求1所述的道路交通标志自动识别装置，其特征在于：所述的摄像部件设置在汽车右倒后镜的支架上。