[發明專利]一種鐵路臨時限速標志識別系統及方法

有效

• 申請號: 200910214603.0
• 申請日: 2009-12-31
• 公開（公告）號: CN101761038A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 謝勝利;吳潤凱;吳宗澤
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: E01F9/00
• 分類號: E01F9/00;H04N7/18
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李衛東;黃磊

1.一種鐵路臨時限速標志識別系統，其特征在于，該系統包括：視頻采集模塊、視頻識別模塊、控制模塊、顯示模塊和語音提示模塊；其中，所述視頻識別模塊包括圖像預處理子模塊、標志檢測子模塊、字符分割子模塊、字符識別子模塊，進一步：

所述的顯示模塊與視頻采集模塊相連，所述的視頻采集模塊、圖像預處理子模塊、標志檢測子模塊、字符分割子模塊、字符識別子模塊、控制模塊依次相連，所述的控制模塊與語音提示模塊相連；

所述視頻采集模塊包括高速彩色攝像頭、分頻器、采集卡，視頻采集模塊通過高速彩色攝像頭獲得視頻流，經過分頻器轉變為兩路視頻流，其中一路視頻流作為顯示模塊的輸入直接用于顯示；另外一路視頻流經由采集卡進行定時采集，將視頻流轉換為多幀圖像作為視頻識別模塊的輸入；

所述的視頻識別模塊用于對視頻采集模塊輸出的多幀圖像進行識別，并輸出識別結果作為控制模塊的輸入；

所述控制模塊根據視頻識別模塊的輸出對列車進行具體的控制；

所述語音提示模塊根據控制模塊的控制進行相應的語音提示。

2.根據權利要求1所述的一種鐵路臨時限速標志識別系統，其特征在于，所述的視頻識別模塊對多幀圖像的識別具體為：

所述圖像預處理子模塊，先對多幀圖像進行強化處理和去除噪聲，再將多幀圖像由RGB空間轉換到HSI空間作為標志檢測子模塊的輸入；

所述標志檢測子模塊，根據預先確定限速標上黃色區域的H閥值和S閥值，在HSI空間對黃色區域進行提取，限速標上綠色區域的H閥值和S閥值，在HSI空間上對綠色區域進行提取，并對提取到的黃色區域和綠色區域進行圓形檢測，進而進行分類處理，其中，所述分類處理是指根據標志圖像的顏色進行處理，其中綠色為解除限速標志，直接輸出?到控制模塊，而黃色為限速標志，輸出到字符分割子模塊；

所述字符分割子模塊，將標志檢測子模塊輸出的黃色限速標志的灰度圖像分割成多個字符圖像；

所述字符識別模塊，利用預先設定的字符識別模型對字符分割子模塊分割得到的多個字符圖像進行識別，將識別所得的結果作為視頻識別模塊的輸出。

3.根據權利要求1所述的一種鐵路臨時限速標志識別系統，其特征在于所述的控制模塊根據視頻識別模塊的輸出對列車進行控制，具體控制為：當檢測到解除限速標志，則解除列車限速；當檢測到T字圓牌，則控制語音提示模塊發出語音信號，提示前方即將進入限速路段；當檢查到臨時限速標，則控制語音提示模塊發出語音信號，提示前方為限速路段，并且在當列車越過限速標志而司機沒采取相應措施時，控制模塊強行將列車車速限制在限速范圍內。

4.采用權利要求1所述鐵路臨時限速標志識別系統實現的鐵路臨時限速標志識別方法，其特征在于包括以下步驟：

1)通過高速彩色攝像頭獲得視頻流，經過分頻器轉變為兩路視頻流，一路作為顯示模塊的輸入直接用于顯示，另一路經由采集卡進行定時采集，將視頻流轉換為多幀圖像并作為視頻識別模塊的輸入；

2)將采集到的多幀圖像進行強化處理和去除噪聲處理，再將圖像由RGB空間轉換到HSI空間；

3)根據預先確定的限速標上的黃色和綠色的H閥值和S閥值，在HSI空間對黃色區域和綠色區域進行提取，以獲得標志圖像，并對提取到的黃色區域和綠色區域進行圓形檢測，進而進行分類處理，如是綠色的標志圖像則直接輸出到控制模塊進而解除限速，如是黃色的限速標志圖像，則進行下一步驟；?

4)對黃色的臨時限速標志的灰度圖像進行字符分割；

5)利用預先設定的字符識別模型對分割得到的字符圖像應用歸一化轉動慣量法進行模板匹配，若匹配成功則將結果傳送到步驟6)并根據結果輸出不同的控制命令，若匹配不成功且是字符模板庫中的最后一個模板則返回步驟3)；

6)根據步驟5)得到結果輸出不同的控制命令：

若識別結果是T字牌則輸出控制命令，讓語音提示模塊通知司機前方將進入限速路段；

若識別結果是限速標志，且列車當前速度超過限速值，則輸出控制命令，讓語音提示模塊通知司機前方即將進入限速路段，要求司機采取措施，并且當列車越過限速標而司機沒采取相應措施時輸出控制命令，讓控制模塊強制限速，將列車車速限定在限速范圍內；

若識別結果是限速標志，且列車當前速度沒有超過限速值，則返回步驟3)。