[發明專利]一種基于貝爾格式圖像的紅綠燈快速識別方法

在審

• 申請號: 201710128988.3
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN107016343A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 王飛;齊峰;張秋光;王樂;鄭南寧
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 王萌

1.一種基于貝爾格式圖像的紅綠燈快速識別方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)固定、標定相機；

(2)采集圖像，確定候選區域：

根據貝爾格式圖像提取采集圖像中的紅色通道分量和綠色通道分量，提取圖像中的連通域，以每個連通域作為候選區域，其他暗區視為背景區域；

(3)識別紅綠燈：

首先排除掉圖像中大部分的非紅綠燈區域，對于剩下的候選區域采用占空比和圓度確定出近似原型的區域，最后通過紅綠通道灰度值比確定紅綠燈。

2.根據權利要求1所述的一種基于貝爾格式圖像的紅綠燈快速識別方法，其特征在于：在步驟(2)中，提取紅色通道分量和綠色通道分量后，提取圖像中亮斑的部分，使用連通域算法，提取圖像中連通域部分，作為候選區域。

3.根據權利要求1所述的一種基于貝爾格式圖像的紅綠燈快速識別方法，其特征在于：步驟(3)中，根據紅綠燈在圖像中的像素面積或紅綠燈的燈中心像素坐標位置排除掉大部分非紅綠燈區域。

4.根據權利要求3所述的一種基于貝爾格式圖像的紅綠燈快速識別方法，其特征在于：所述的紅綠燈在圖像中的像素面積根據以下計算：

紅綠燈在圖像中的直徑d：

其中，d是紅綠燈在圖像中的直徑，以像素為單位，f是相機的等效焦距，f₀是相機鏡頭的實際焦距，d_x是相機的尺寸；Z_c是相機與紅綠燈之間的距離；

根據相機的參數，便可估算出相機在距離紅綠燈Z_c時，紅綠燈在圖像中的外接矩形區域和面積大小。

5.根據權利要求3所述的一種基于貝爾格式圖像的紅綠燈快速識別方法，其特征在于：所述的紅綠燈的燈中心像素坐標位置根據以下計算：

紅綠燈的燈中心像素坐標應滿足以下約束：

其中，x，y為燈中心像素坐標，width，height分別為圖像的寬和高。

6.根據權利要求1所述的一種基于貝爾格式圖像的紅綠燈快速識別方法，其特征在于：步驟(3)中，

候選區域的占空比R為：

其中，S為候選區域，S_r為候選區域的外接矩形的面積；

候選區域的圓度為C：

其中，L是候選區域的周長。

7.根據權利要求6所述的一種基于貝爾格式圖像的紅綠燈快速識別方法，其特征在于：在步驟(3)中，候選區域紅綠燈的灰度比為：

其中R為候選區域的R通道灰度值均值，G為候選區域的G通道灰度值均值；

當K遠大于1時，認為候選區域為紅燈；K遠小于1時，認為候選區域為綠燈；K接近于1時，認為候選區域為黃燈。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的一種基于貝爾格式圖像的紅綠燈快速識別方法，其特征在于：相機的光軸與車身方向保持一致。

9.根據權利要求1至7中任一項所述的一種基于貝爾格式圖像的紅綠燈快速識別方法，其特征在于：標定相機的參數后，調整好相機鏡頭的光圈和焦距，保證圖像的清晰呈現。

10.根據權利要求1至7中任一項所述的一種基于貝爾格式圖像的紅綠燈快速識別方法，其特征在于：標定相機的參數后，調整相機的成像參數，突出紅綠燈，關閉相機的自動曝光和自動增益功能，減少相機的曝光時間和增益，使圖像整體亮度大幅度下降。