CN206991556U - 一种信号灯的提示装置及具有该提示装置的汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种信号灯的提示装置及具有该提示装置的汽车，其特征在于，所述提示装置包括：检测模块，控制模块，获取模块，其中：当检测模块检测到车辆处于停止状态时，控制模块启动一摄像头捕捉前方路口的画面；获取模块识别出所述画面中的一交通信号灯，并监测所述交通信号灯的状态；当获取模块判断所述交通信号灯显示通行信号且车辆仍处于所述停止状态时，发出一语音提示；当控制模块检测到车辆处于运动状态时，关闭所述摄像并停止语音提示。本实用新型不同于己有的利用机器学习识别红绿灯的装置，是采用了搜索定位，能避免车尾灯等其他物体的干扰，提高了准确率和实施性。

Description

一种信号灯的提示装置及具有该提示装置的汽车

技术领域

本实用新型涉及智能交通领域，尤其涉及一种信号灯的提示装置及具有该提示装置的汽车。

背景技术

近年来，越来越多的路口添加了交通信号灯装置，在增强了非机动车和市民道路交通安全的同时，现有交通信号灯有的间隔时间非常长，司机往往要在一个路口排很长的队，等待很长的时间，这不但浪费时间，而且会造成一定程度的道路堵塞。即便间隔时间较短，在一定区域内密集的交通信号灯，使得车辆存在过于频繁地减速过程，停止过程和加速过程同样降低了时间效率和用户体验。

现有情况司机在向路口交通信号灯行驶的过程中，大多是在目力所及的范围内机械化地快到路口看见红灯时减速停止，看见绿灯时常速通过。或者在较远的地方依靠个人行驶经验预测交通信号灯的状态。

在实现本实用新型的过程中，实用新型人发现现有技术至少存在以下问题：在路口交通信号灯的车速控制上，由于视距，天气，反应等原因司机在交通信号灯上可能出现误判或者反应较慢，例如绿转红的时候没能及时停车，或者雨雪天气看交通信号灯有困难等情况。就远距离判断来说，又会出现个人由于路况、经验、当时交通情况所带来的种种误差出现判断上的失误。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种信号灯的提示装置及具有该提示装置的汽车。

本实用新型公开了一种信号灯的提示装置，其特征在于，所述提示装置包括：检测模块，控制模块，获取模块，其中：

当检测模块检测到车辆处于停止状态时，控制模块启动一摄像头捕捉前方路口的画面；

获取模块识别出所述画面中的一交通信号灯，并监测所述交通信号灯的状态；

当获取模块判断所述交通信号灯显示通行信号且车辆仍处于所述停止状态时，发出一语音提示；

当控制模块检测到车辆处于运动状态时，关闭所述摄像并停止语音提示。

优选地，所述检测模块、所述控制模块，包括：

在所述检测模块设置一距离阈值；

当所述检测模块检测到所述车辆处于停止状态时，所述检测模块通过所述摄像头检测到所述车辆与所述前方路口之间的距离小于所述阈值时，所述控制模块控制所述摄像头捕捉一所述前方路口的画面。

优选地，所述获取模块，包括：

所述获取模块获取所述信号灯在所述画面中的位置，并保存该位置的参数；

所述获取模块根据所述位置的参数获取所述信号灯的信号位置，监测所述信号的变化。

优选地，所述获取模块，包括：

在所述获取模块设置一信号状态值；

所述交通信号灯的信号状态包括通行状态和停止状态；

所述获取模块根据识别出所述交通信号灯的当前信号状态，更新所述信号状态值。

优选地，检测模块检测到车辆处于停止状态时，控制模块启动一摄像头捕捉前方路口的画面之前，和/或获取模块识别出所述画面中的一交通信号灯，并监测所述交通信号灯的状态之前，和/或当获取模块判断所述交通信号灯显示通行信号且车辆仍处于所述停止状态时，发出一语音提示之前，所述检测模块，通过GPS检测所述车辆的位置，以判断所述车辆是否处于停止状态，当车辆处于停止状态时，上述所述模块启动并工作；当车辆处于运动状态时，上述所述模块不启动。

本实用新型还公开了一种具有上述提示装置的汽车。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.与现有的提示装置相比，本实用新型具有如下优点：该实用新型还能应用于无人驾驶车之上，速度较快，有较强的实用价值。本实用新型能够识别多种类型的红绿灯，包括不同材质，不同放置位置，不同红绿灯个数等等。本实用新型不同于己有的利用机器学习方法识别红绿灯，是采用了搜索定位，能避免车尾灯等其他物体的干扰，提高了准确率和实施性。

附图说明

图1为符合本实用新型一优选实施例中信号灯的提示装置的结构示意图。

图2为符合本实用新型一优选实施例中信号灯的提示装置工作的流程示意图。

附图标记：

10-提示装置、20-检测模块、30-控制模块、40-获取模块。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。

智能设备可以以各种形式来实施。例如，本实用新型中描述的智能设备可以包括诸如移动电话、智能电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、导航装置等等的智能设备以及诸如数字TV、合式计算机等等的固定智能设备。下面，假设智能设备是智能设备。然而，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本实用新型的实施方式的构造也能够应用于固定类型的智能设备。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参阅图1，为符合本实用新型车辆的检测装置，可以通过一提示装置10实现，在该提示装置内，包括：20-检测模块、30-控制模块、40-获取模块：

检测模块20：

在本实用新型的一个实施例中，检测模块30包含有一个GPS车速检测部，GPS车速检测部计算基于车辆的位置信息的车辆速度的GPS车速。即，GPS车速计算部的GPS车速计算模块基于通过位置信息接收部接收的车辆的位置信息可计算GPS车速。这种GPS车速计算部相应车辆的导航系统等。

其中，检测模块30通过GPS模块检测车辆的速度，GPS车速计算模块间隔固定的时间计算基于车辆的位置信息的移动距离，所述计算的移动距离除以所述固定的时间可计算GPS车速。并且，GPS车速计算模块也可利用通过位置信息接收部接收的GPS信号或GLONASS信号的多普勒效应计算GPS车速。另外，在进入车辆隧道的情况等，若通过位置信息接收部接收不到车辆的位置信息，则GPS车速计算模块也可不必计算GPS车速。

GPS车速计算部，如同上述情况在未计算出GPS车速或计算GPS车速超出车辆的最高速度的值得情况等，在未正常计算GPS车速的情况，不将GPS车速传输到控制模块30即，在这种情况，控制模块30无法正常接收GPS车速。

控制模块30：

在本实用新型的一个实施例中，第一，控制模块30根据检测模块20获取的车辆当前运动信息，控制获取模块40捕获并且分析交通信号灯的状态。第二，控制模块30根据该交通信号灯的状态能够向驾驶者发出一语音提示。

具体地，针对第二点，发出该语音提示的方式为，首先预设语音提示的发送频率，例如，可以为间隔2秒发送一次，再次，预设该语音提示的发送次数，例如：一共发送5次。

在发出该语音提示的过程中，控制模块30依旧根据检测模块20实时地获取车辆的当前运动信息，当在发出该语音提示的过程中该车辆从静止变成运动状态，控制模块30判断驾驶者已经听到语音提示并且启动车辆，控制模块30停止发出语音提示并且向获取模块40发出关闭摄像头停止捕获的命令。

获取模块40：

在本实用新型的一个实施例中，首先，获取模块40固定采集信号灯画面的摄像头位置，例如，安装在智能汽车的后视镜中间位置，可以采用摄像头广角大于120度，分辨率大于640*480。通过智能车辆上的摄像头，以20-50帧/秒的帧率实时获取智能车辆前方道路的图像，由于摄像头安装于智能车辆的正上方，所获得图片包含大量不相关信息，视频读入后，对获取的原始视频图像进行剪切获得包含交通信号灯的区域，例如：指示车辆的交通信号灯一般位于路口的上方，即以(100*200像素)为范围，切割宽为1/5，高为1/l0得图片。该位置为统计信号灯出现位置的经验值。缩小了处理获得的图片范围。

获取模块40预存有交通信号灯的模板图片，用于和获取的包含交通信号灯的图片相比较。

读取待处理图片，使用反向块投影技术来搜索，该技术中包含一个参数表示相关系数，相关系数值为1是最相关，也就是采用了相关系数的反向块投影来搜索。该函数每次搜索结果都能得到对应的相关系数值，同时定义了一结果图片1来保存结果，该结果图片1每点的值都对应每次搜索的相关系数值，结果图片上计算出该最大值的位置，就找到了滑窗遍历后直方图与模板最相近位置。在待处理图片上找到结果图片1中相关系数最大处所对应的位置，再对此位置长度放大2倍，高度不变来包括交通信号灯整体，长度放大2倍后，高度不变的位置即为交通信号灯在待处理图片中的位置，将该部分切割出来得结果图片2。

从结果图片1的顶点坐标(0，0)开始，生成一个的滑窗，滑窗的左上角顶点与结果图片1的顶点坐标(0，0)重合，将滑窗内的图像生成临时图像，计算临时图像的二维直方图，与模版的二维直方图进行对比，得到一个相关系数，同时定义与结果图片1大小相同的图片结果来保存结果，将该滑动生成的相关系数赋值给图片结果。下一次，该滑窗的左上角顶点与结果图片1的顶点坐标(0，1)重合，计算当前滑窗内临时图像的二维直方图，与模版的二维直方图进行对比，得到另一个相关系数，将该滑动生成的相关系数赋值给图片结果。接下来就是滑窗的左上角顶点与结果图片1的顶点坐标(0，2)重合，如此遍历直到滑窗遍历到图像的右下角终点坐标，图片结果每个点都是对应的相关系数，取相关系数最大值处的位置，并把该坐标范围长度扩大2倍，高度不变以包括交通信号灯整体，将该坐标范围在结果图片1中标为红色矩形框并切割出来即为搜索到的交通信号灯所在位置。

对定位的交通信号灯位置进行颜色识别，提取符合交通信号灯颜色的通道值，符合车载摄像头拍摄的绿灯图像的特点，并且将符合该条件的区域值，分别得到绿灯值green，红灯值red。

其中，计算绿灯值green的像素值以及绿灯值green的通道值，当其满足条件绿灯值green>95并且绿灯值green的通道值<110时，说明当前像素为绿色像素，将其值化为白色，不满足绿灯值green>95并且绿灯值green的通道值<110时，说明其不是绿色像素，将其值化为黑色。

同理，计算红灯值red的像素值，满足上述条件时，说明当前像素为红色像素，同上进行值化操作。之后对绿灯值、红灯值这两幅图进行膨胀操作，在此之后得到两幅绿灯值率和红灯值率的图片，该两幅图带有干扰的颜色信息很少，利于颜色识别。如果路口是绿灯，绿灯值率图片中会有一定的白色区域出现，而此时红灯值率图片几乎全部为黑色。如果路口是红灯，则红灯值率图片中会有一定的白色区域出现，而此时绿灯值率图片几乎全部为黑色。如果红灯、绿灯同时存在，两幅图中都有白色区域出现。据此进一步判断，得到准确结果；

判别交通信号灯状态。首先求解红灯、绿灯各自的像素信息，依据绿灯值green的像素值与红灯值red的像素值中的像素是否符合条件阈值，输出判断信息为红灯还是绿灯，达到准确判断，辅助驾驶的目的。

红灯值red的像素值为红灯像素数，其中当值为255时，说明该白色像素为红灯像素，红灯值red的像素值累加，若不为255，则不是红色像素，像素数不累加。该步骤是通过求取红绿色像素达到判断是否有交通信号灯的目的。下一步则是判断具体情况，是交通信号灯同时存在还是红灯、绿灯单独存在，并求出位置关系。

求解红灯、绿灯各自的位置信息。在绿灯值率图片与红灯值率图片中，交通信号灯为白色区域，通过二值图像中检索轮廓的函数，利用该函数检索出白色区域的轮廓，也就是检索出红灯及绿灯的轮廓，该函数在绿灯值率图片中将绿灯外轮廓标示为绿色，在红灯值率图片中将红灯外轮廓标示为红色，此后分别遍历外轮廓线上的像素点，将横坐标x累加分别得红、绿外轮廓线坐标和分别除以红、绿外轮廓线像素总数得红、绿区域位置，即求取外部轮廓的横坐标均值，来代表各自坐标信息。判断上述绿灯值green的像素值与红灯值red的像素值的大小，得到交通信号灯当前所指示的信号灯的颜色。

参阅图2，为符合本实用新型车辆的检测装置工作的流程示意图。

步骤101：当检测到车辆处于停止状态时，启动一摄像头捕捉前方路口的画面；

在本发明的一个实施例中，通过GPS模块的GPS车速检测部计算基于车辆的位置信息的车辆速度的GPS车速，通过GPS模块检测车辆的速度，GPS车速计算模块间隔固定的时间计算基于车辆的位置信息的移动距离，所述计算的移动距离除以所述固定的时间可计算GPS车速。

当车辆当前的GPS车速为0时，提示捕获一当前画面并且分析交通信号灯的状态。

步骤102：识别出所述画面中的一交通信号灯，并监测所述交通信号灯的状态；

预存一交通信号灯的模板图片，用于和获取的包含交通信号灯的图片相比较。

读取待处理图片，使用反向块投影技术来搜索，首先，获取交通信号灯在待处理图片中的位置，并将该位置区域单独分离出，其次求解红灯、绿灯各自的位置信息后，获取交通信号灯当前所指示的信号灯的颜色。

步骤103：当所述交通信号灯显示通行信号且车辆仍处于所述停止状态时，发出一语音提示；

在本发明的一个实施例中，具体地，发出该语音提示的方式为，首先预设语音提示的发送频率，例如，可以为间隔2秒发送一次，再次，预设该语音提示的发送次数，例如：一共发送5次。

步骤104：当检测到所述车辆处于运动状态时，关闭所述摄像并停止语音提示

在本发明的一个实施例中，在发出该语音提示的过程中，根据实时地获取车辆的当前运动信息，当在发出该语音提示的过程中该车辆从静止变成运动状态，判断驾驶者已经听到语音提示并且启动车辆，停止发出语音提示并且发出关闭摄像头停止捕获的命令。

此外，本实用新型实施例还提供一种计算机可读存储介质，其内存储有计算机可执行指令，上述的计算机可读存储介质例如为非易失性存储器例如光盘、硬盘、或者闪存。上述的计算机可执行指令用于让计算机或者类似的运算装置完成上述的信号灯的提示方法中的各种操作。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种信号灯的提示装置，其特征在于，所述提示装置包括：检测模块，控制模块，获取模块，其中：

当检测模块检测到车辆处于停止状态时，控制模块启动一摄像头捕捉前方路口的画面；

获取模块识别出所述画面中的一交通信号灯，并监测所述交通信号灯的状态；

当获取模块判断所述交通信号灯显示通行信号且车辆仍处于所述停止状态时，发出一语音提示；

当控制模块检测到车辆处于运动状态时，关闭所述摄像并停止语音提示。

2.如权利要求1所述的提示装置，其特征在于，所述检测模块、所述控制模块，包括：

在所述检测模块设置一距离阈值；

当所述检测模块检测到所述车辆处于停止状态时，所述检测模块通过所述摄像头检测到所述车辆与所述前方路口之间的距离小于所述阈值时，所述控制模块控制所述摄像头捕捉一所述前方路口的画面。

3.如权利要求1所述的提示装置，其特征在于，所述获取模块，包括：

所述获取模块获取所述信号灯在所述画面中的位置，并保存该位置的参数；

所述获取模块根据所述位置的参数获取所述信号灯的信号位置，监测所述信号的变化。

4.如权利要求1所述的提示装置，其特征在于，所述获取模块，包括：

在所述获取模块设置一信号状态值；

所述交通信号灯的信号状态包括通行状态和停止状态；

所述获取模块根据识别出所述交通信号灯的当前信号状态，更新所述信号状态值。

5.如权利要求1所述的提示装置，其特征在于，检测模块检测到车辆处于停止状态时，控制模块启动一摄像头捕捉前方路口的画面之前，和/或获取模块识别出所述画面中的一交通信号灯，并监测所述交通信号灯的状态之前，和/或当获取模块判断所述交通信号灯显示通行信号且车辆仍处于所述停止状态时，发出一语音提示之前，所述检测模块，通过GPS检测所述车辆的位置，以判断所述车辆是否处于停止状态，当车辆处于停止状态时，上述所述模块启动并工作；当车辆处于运动状态时，上述所述模块不启动。

6.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的提示装置。