[發(fā)明專利]交通信號燈識別方法、車輛控制方法、裝置及車輛

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710070814.6
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN106909937B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭海娟;張建國;張紹勇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京汽車集團有限公司;北京汽車研究總院有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/32;G06K9/46;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/187
• 代理公司: 北京英創(chuàng)嘉友知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11447
• 代理人: 姚再英;魏嘉熹

1.一種交通信號燈識別方法，其特征在于，包括：

實時采集車輛的車前圖像；

確定所述車前圖像的感興趣區(qū)域；

將所述感興趣區(qū)域的圖像由RGB空間轉(zhuǎn)換到HSI空間，以得到所述感興趣區(qū)域的HSI分量圖；

對所述HSI分量圖的S分量進行局部動態(tài)閾值分割，以分割出交通信號燈區(qū)域；

利用預(yù)設(shè)分類器對所述交通信號燈區(qū)域進行分類，獲取交通信號燈的信息；

所述確定所述車前圖像的感興趣區(qū)域的步驟包括：

獲取所述車輛與交通信號燈的距離；

根據(jù)所述距離、交通信號燈的預(yù)設(shè)安裝高度以及所述車輛的圖像采集裝置的參數(shù)，確定所述車前圖像的感興趣區(qū)域，

其中，所述確定所述車前圖像的感興趣區(qū)域，通過以下公式確定：

其中，R為世界坐標(biāo)系到圖像采集裝置坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)關(guān)系矩陣；(c_x,c_y)為圖像中心，是光軸與圖像平面的交點；(f_x,f_y)為圖像采集裝置的焦距；l，d，h為圖像采集裝置相對世界坐標(biāo)中心原點的位置；x為圖像采集裝置到信號燈之間的距離；y為圖像采集裝置到信號燈之間的橫向距離；z為信號燈的安裝高度；θ，φ分別為圖像采集裝置安裝的俯仰角、方向角和側(cè)傾角；

所述對所述HSI分量圖的S分量進行局部動態(tài)閾值分割，以分割出交通信號燈區(qū)域的步驟包括：

從所述HSI分量圖中篩選出S分量水平梯度超過預(yù)設(shè)梯度閾值的像素點作為候選點；

以所述候選點為搜索源點建立掩膜窗口；

當(dāng)所述掩膜窗口的S分量的方差超過預(yù)設(shè)方差閾值時，對所述掩膜窗口進行動態(tài)閾值分割，生成二值圖像；

對所述二值圖像中的連通區(qū)域進行形狀約束，提取出候選信號燈區(qū)域；

對所述候選信號燈區(qū)域進行黑色背板約束，提取出交通信號燈區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述感興趣區(qū)域的圖像由RGB空間轉(zhuǎn)換到HSI空間，以得到所述感興趣區(qū)域的HSI分量圖的步驟包括：

采用以下公式將所述感興趣區(qū)域的圖像進行轉(zhuǎn)換：

I＝max

R，G和B分別為感興趣區(qū)域的像素點的R分量、G分量和B分量，max為R、G和B中的最大值，min為R、G和B中的最小值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述HSI分量圖的S分量進行局部動態(tài)閾值分割，以分割出交通信號燈區(qū)域的步驟還包括：

獲取所述交通信號燈區(qū)域的尺寸；

根據(jù)所述交通信號燈區(qū)域的尺寸，對所述掩膜窗口的尺寸進行更新。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述二值圖像中的連通區(qū)域進行形狀約束，提取出候選信號燈區(qū)域的步驟包括：

按照預(yù)設(shè)增長規(guī)則對所述二值圖像中的連通區(qū)域進行區(qū)域增長；

從區(qū)域增長后的連通區(qū)域中提取出最小外接矩形框的縱橫比小于預(yù)設(shè)縱橫比閾值且最小外接矩形框的尺寸滿足預(yù)設(shè)尺寸范圍的連通區(qū)域，作為候選連通區(qū)域；

利用Hu不變矩提取所述候選連通區(qū)域的特征值；

獲取所述候選連通區(qū)域的特征值與信號燈模板的特征值的馬氏距離；

從所述候選連通區(qū)域中提取出所述馬氏距離滿足預(yù)設(shè)閾值范圍的連通區(qū)域，作為所述候選信號燈區(qū)域。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述候選信號燈區(qū)域進行黑色背板約束，提取出交通信號燈區(qū)域的步驟包括：

按照預(yù)設(shè)延伸規(guī)則，對所述候選信號燈區(qū)域進行延伸；

獲取延伸后的候選信號燈區(qū)域內(nèi)的I分量投影；

將所述I分量投影滿足預(yù)設(shè)約束條件的候選信號燈區(qū)域作為交通信號燈區(qū)域。