[發明專利]基于GPS定位與視覺圖像處理的交通信號檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201710659729.3
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107506760B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 段書凱;林少波;王麗丹
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: G06K9/32
• 分類號: G06K9/32;G06K9/34;G06K9/46;G06K9/62;G06K9/00;G08G1/0967
• 代理公司: 重慶敏創專利代理事務所(普通合伙) 50253
• 代理人: 陳千

本發明公開了一種基于GPS定位與視覺圖像處理的交通信號檢測方法及系統，其方法包括以下步驟：S1：基于GPS定位信息觸發視覺圖像處理進程；S2：通過攝像裝置獲取道路前方圖像，并分別送入交通燈邊框定位進程和交通燈信號識別進程中；S3：檢測圖像中是否存在交通燈燈架，如果存在，確定其位置；S4：檢測圖像中是否存在交通燈信號，如果存在，確定其位置以及對應的信號模式；S5：判斷燈體位置是否與燈架位置相匹配，不匹配進入步驟S6；S6：通過模式識別確定其交通燈信號，如果不存在，則返回步驟S2重新獲取圖像；S7：語音播送當前交通信號指示情況。該方法處理速度快，囊括場景廣闊，可應用于無人駕駛或導盲系統中。

技術領域

本發明涉及信號與信息處理技術領域，具體涉及到一種基于GPS定位與視覺圖像處理的交通信號檢測方法及系統。

背景技術

隨著當前無人駕駛以及輔助導盲系統的發展，人們對計算機視覺以及圖像處理技術在交通方面的應用提出了更高的要求。紅綠燈作為指示車輛以及行人出行的關鍵交通標志，近年來受到信息領域科研人員的廣泛重視，很多基于計算機視覺以及數字圖像處理技術的交通燈檢測與識別算法被提出，大體分為如下四類：基于顏色分割、基于模板匹配、基于形狀檢測以及基于特征提取分類的方法。此外，一些基于輔助設備，比如GPS、GIS的智能系統也提供了解決該問題的新方法。

申請號為201410822929.2的中國發明專利公開了一種交通燈識別方法，該方法通過RGB空間灰度二值化和HSV顏色空間二值化方法的切換，獲取二值化結果并從中提取代表交通燈信號燈亮區的連通域，設計分類器，根據提取出的連通域的數目、顏色、位置特征，得到交通燈目標的分類識別結果。

申請號為201310436336.8的發明專利公開了一種交通燈自動識別輔助駕駛系統，該系統包括布設在交通燈所安裝電線桿上的駕駛輔助裝置以及安裝于車輛上的駕駛輔助識別儀、GPS導航儀和車速檢測單元，通過駕駛輔助裝置與駕駛輔助識別儀之間以無線通信方式進行雙向通信從而進行交通燈的自動識別。

申請號為201510181832.2的發明專利公開了一種交通燈定位方法，該方法通過對交通燈所在的目標區域進行擴展以及二值化確定當前時間為白天還是夜晚，然后根據不同的特征進行交通燈的定位。

申請號為201510208977.7的發明專利公開了一種應用于無人駕駛汽車的交通燈快速檢測算法，能夠結合顏色特征與傳感器數據，提高交通燈檢測的精確度。

申請號為201610298509.8的發明專利公開了一種基于單目視覺和GPS組合導航系統的實時城區交通燈識別系統，該系統通過交互圖像標注、相機標定、三維位置恢復等方法步驟離線創建交通燈地圖，然后在感興趣區域中利用交通燈的形態信息進行交通燈的顏色分割與形狀識別。該交通燈識別系統可適應于多種不同路況和場景，實現多種環境下的交通燈穩定且長距離的檢測感知。

申請號為201710043802.4的發明專利公開了一種基于先驗概率圖的多類交通燈檢測方法及系統，采用基于學習的交通燈檢測方法，通過利用交通燈的分布規律構建先驗概率圖，對分類閾值進行自適應設置，以解決現有技術方案往往只適用于某個特定形狀交通燈和抗干擾能力差的技術問題。

上述已有的交通燈檢測與識別算法均存在一定程度的問題：(1)需要的輔助感知設備過多，開發平臺不夠智能；(2)無法有效的理解周圍環境，如十字路口的判別和定位；(3)有關圖像識別算法在實際環境下的魯棒性不足；(4)沒有一個相對完整的系統框架用于智能設備，大多停留在實驗室驗證階段。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種基于GPS定位和計算機視覺的交通燈檢測與識別系統。該系統基于智能手機進行實現，通過深入研究圖像處理算法以及完善系統的技術框架，解決了當前交通燈檢測與識別系統準確度不高、操作復雜以及價格昂貴等缺點。

本發明采用的技術方案為：一種基于GPS定位與視覺圖像處理的交通燈檢測方法，其關鍵在于包括以下步驟：