[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

技術領域

本發明涉及鐵路限速標識別技術領域，具體的涉及一種鐵路臨時限速標志識別系統及方法。

背景技術

鐵路臨時限速標志是鐵路交通系統的重要組成部分，主要包括減速信號和減速防護地段終端信號。減速信號在晝間為黃色圓牌；夜間為柱上黃色燈光。減速信號牌為黃底黑字，黑字標明列車限制速度。同時，按不同速度等級列車的緊急制動距離，在原減速信號牌外方增設特殊減速信號牌，晝間與夜間均為黃底黑T字圓牌。而減速防護地段終端信號在晝間為綠色圓牌；夜間為柱上綠色燈光?，F有基于視覺的交通標志識別方法都是針對公路上的應用，其通常包括以下步驟：首先通過攝像裝置獲得包含交通標志的圖像，接著從圖像中獲取包含交通標志的區域，然后采用模板匹配或神經網絡的方法對整個交通標志進行識別。

現有方法由于公路上的交通標志種類繁多、圖形復雜，因此都采用對整個交通標志進行識別，但由于整個交通標志的圖像面積比較大，在進行識別時的運算量將大很多，降低了系統的實時性。

同時，現有方法大部分都是采用黑白攝像頭，得到的是灰度圖像，由于鐵路臨時限速標通過不同的顏色傳遞不同的交通信息，如黃色表示進入限速區域，綠色表示限速終止，因此現有方法不適用于鐵路交通系統。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種鐵路臨時限速標志識別系統及其所實現的鐵路臨時限速標志識別方法，本發明的其中一個目的通過以下技術方案進行實現：

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；

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，其中一路作為顯示模塊的輸入直接用于顯示，另外一路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。

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，根據預先確定的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。

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如下的語音信號“前方即將進入限速路段”，提醒司機前方將進入限速路段；當檢查到臨時限速標，則控制語音提示模塊發出如下語音信號“前方為限速路段，限速為XX”(式中的XX為具體的限速值)，警告司機前方即將進入限速路段，并且在當列車越過限速標志而司機沒采取相應措施時，強行將列車車速限制在限速范圍內。

本發明的另一個目的通過以下技術方案進行實現：一種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，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；