[發明專利]一種基于圖像處理的智能交通燈的控制方法

有效

• 申請號: 201110426056.X
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102521990A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 徐華中;駱嫚;張陽;余飛;張立成;謝陽;羅俊;黃力
• 申請（專利權）人: 徐華中;駱嫚;張陽
• 主分類號: G08G1/07
• 分類號: G08G1/07;G06K9/00
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司 42215
• 代理人: 劉牧

1.一種基于圖像處理的智能交通燈的控制方法，該控制方法依次包括圖像采集步驟、圖像處理步驟與綠燈控制步驟，其特征在于：

所述智能交通燈包括圖像采集模塊、圖像處理模塊與模糊控制模塊，所述圖像采集模塊包括FPGA系統模塊及其上連接的CMOS圖像傳感器、外圍控制設施、LCD顯示模塊與SDRAM存儲器，且在FPGA系統模塊內部設置有CMOS控制器與SDRAM控制器；所述圖像采集模塊執行圖像采集步驟，所述圖像處理模塊執行圖像處理步驟，所述模糊控制模塊執行綠燈控制步驟；

所述圖像采集步驟：先進行系統初始化，即由FPGA系統模塊內的CMOS控制器、SDRAM控制器分別初始化CMOS圖像傳感器與SDRAM存儲器，初始化CMOS圖像傳感器的目的在于配置其內部的寄存器，初始化完成后，由CMOS圖像傳感器將現場采集的模擬圖像信息按設定的RGB圖像編碼方式轉換為由多個像素數據組成的數字圖像信息，再由CMOS圖像傳感器將該數字圖像信息以像素數據為單位一個一個的依次輸出給FPGA系統模塊，同時發出幀同步、場同步、像素輸出時鐘信號，當FPGA系統模塊內的CMOS控制器被幀同步、場同步的邏輯組合信號觸發和使能后，CMOS控制器開始利用像素輸出時鐘信號同步的接收像素數據，每接收數字圖像信息的一個像素數據就將接收到的像素數據傳遞給FPGA系統模塊內的SDRAM控制器中，然后由SDRAM控制器將該接收到的像素數據按地址規則存入SDRAM存儲器中，當接收到的像素數據的數目達到一幀的總數或下一幀數字圖像信息的幀同步、場同步信號出現時，即代表一幀數字圖像信息接收的結束，最后由FPGA系統模塊按前述的地址規則從SDRAM存儲器中讀出對應的數字圖像信息，并將讀出的數字圖像信息輸入給LCD顯示模塊和下級的圖像處理模塊；

所述圖像處理步驟：圖像處理模塊先將來自FPGA系統模塊的數字圖像信息由RGB形式轉化為YUV形式，再提取YUV形式中的Y分量作為亮度信息以得到灰度圖，提取公式為：Y＝0.299R＋0.587G＋0.114B，再對灰度圖進行去噪處理，即采用3*3區域的滑動窗口對灰度圖進行中值濾波以獲取平滑圖像，去噪處理后即可得到預處理圖像，然后以最初的N幀預處理圖像為依據，取平均值建立初始背景，N為自然數，并利用后續每一幀預處理圖像中的幀信息以及卡爾曼濾波方法對初始背景進行不斷更新以獲得最新背景，隨后，將當前幀預處理圖像與依據其前一幀預處理圖像更新后的最新背景相減以得到差值圖，所述相減是指對應像素點的灰度值的相減，再將差值圖中灰度值小于閾值的像素點置黑、灰度值大于閾值的像素點置白以得到黑白二值圖，然后對黑白二值圖進行形態學增強，即對黑白二值圖中分散的白點進行膨脹以便于就近融合成代表一輛車的整塊白點，再統計出所有整塊白點的數目即可得到當前幀車流量信息，并將該當前幀車流量信息傳遞給模糊控制模塊；

所述綠燈控制步驟：先由模糊控制模塊依據前一幀車流量信息、當前幀車流量信息以及模糊控制規則得到綠燈時間，再依據該綠燈時間對交通燈進行控制；所述模糊控制器的輸入信息為前一幀車流量信息與當前幀車流量信息，輸出信息為綠燈時間，輸入信息、輸出信息之間的運算方法為模糊控制規則。

2.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理的智能交通燈的控制方法，其特征在于：所述圖像采集步驟中的RGB圖像編碼方式是指RGB565或RGB422。

3.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理的智能交通燈的控制方法，其特征在于：所述圖像采集步驟中的地址規則是指順序存儲規則或起始地址規則。

4.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理的智能交通燈的控制方法，其特征在于：所述圖像處理步驟中N的的范圍為100–300。

5.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理的智能交通燈的控制方法，其特征在于：所述圖像處理步驟中閾值采取OTSU方法確定。

6.根據權利要求1所述的一種基于圖像處理的智能交通燈的控制方法，其特征在于：所述綠燈控制步驟中的模糊控制規則如下表所示：

，

表中以很少、少、中、多、很多表示車流量信息，以很短、短、中、長、很長表示綠燈時間。