[發明專利]一種智慧城市智能交通引導系統

有效

• 申請號: 201711095648.1
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN107701016B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 秦芳
• 申請（專利權）人: 江蘇廣宇科技產業發展有限公司
• 主分類號: E05F15/689
• 分類號: E05F15/689;G08G1/00;G08G1/0962;B60R16/02;B62D6/00;B62D137/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種智慧城市智能交通引導系統，所述系統設置在車輛中并且包括：車載智能交通云服務器和車載終端，所述車載終端包括汽車標志模塊、衛星定位接收機、處理器、顯示器和移動通訊模塊，所述汽車標志模塊、衛星定位接收機、顯示器和移動通訊模塊分別與處理器電連接，所述智能交通云服務器的控制端口與設置在路口的交通信號燈的控制端口通訊連接，以接收來自所述交通信號燈的信號；所述智能交通云服務器的數據端口與設置在道路上的汽車識別器通訊連接，以接收來自所述汽車識別器的信號；所述智能交通云服務器的數據端口與車載終端的移動通訊模塊連接，以將接收到的信號傳輸到車載終端進行處理；

所述車輛包括一種汽車車窗升降裝置，所述汽車車窗升降裝置包括方向盤、升降開關、電機、車窗控制系統及時鐘彈簧，所述的升降開關安裝在方向盤上，升降開關通過時鐘彈簧與車窗控制系統相連接，所述的車窗控制系統與電機相連接，電機用于給車窗提供升降動力；

車輛還包括基于車距測量的緊急躲閃系統，所述基于車距測量的緊急躲閃系統包括行駛方向控制設備、緊急躲閃設備和車距監測設備，車距監測設備用于確定最近車輛目標距離車輛的實時距離以作為目標距離輸出，緊急躲閃設備分別與行駛方向控制設備和車距監測設備連接，用于基于接收到的目標距離確定對行駛方向控制設備的控制策略；

行駛方向控制設備設置在車輛的儀表盤內，與車輛的方向盤控制設備連接，用于對車輛的行駛方向進行實時控制；

緊急躲閃設備設置在車輛的儀表盤內，用于在目標距離小于等于預設車距時，控制行駛方向控制設備以實現對車輛的行駛方向的實時控制，保證車輛向遠離最近車輛目標的方向進行躲閃；

車距監測設備設置在車輛的儀表盤內；

其特征在于，所述基于車距測量的緊急躲閃系統還包括：

車距監測設備與場景融合設備連接，用于接收融合圖像幀，在融合圖像幀中，基于最近車輛目標的運動位置以及虛擬場景中車輛所在位置確定最近車輛目標距離車輛的實時距離以作為目標距離輸出；

模式控制設備，設置在車輛的儀表盤內，與緊急躲閃設備連接，用于在車輛駕駛員的操作下確定是否使能緊急躲閃設備；

多個車輛攝像頭，分別設置在車輛車身的不同位置，每一個車輛攝像頭包括攝像鏡頭、圖像傳感設備、畸變類型檢測設備、畸變處理設備、參考點選擇設備、畸變坐標映射設備、畸變灰度映射設備、噪聲檢測設備、噪聲濾除設備、圖像減影設備、閾值選擇設備、二值化處理設備、圖像閉合設備、圖像開啟設備、目標識別設備和目標坐標提取設備；

攝像機定標設備，與每一個車輛攝像頭連接，用于獲取每一個車輛攝像頭的內參數和每一個車輛攝像頭的外參數，每一個車輛攝像頭的內參數包括車輛攝像頭的焦距、圖像傳感設備尺寸、攝像鏡頭失真度，每一個車輛攝像頭的外參數包括車輛攝像頭位于車輛車身的位置以及車輛攝像頭的拍攝方向；

坐標映射設備，與攝像機定標設備連接，用于接收每一個車輛攝像頭的內參數和每一個車輛攝像頭的外參數，并基于每一個車輛攝像頭的內參數和每一個車輛攝像頭的外參數確定每一個車輛攝像頭的圖像空間中像素點坐標與三維世界坐標之間的映射關系；

三維坐標擬合設備，用于分別與多個車輛攝像頭的目標坐標提取設備連接，用于接收多個平面坐標參數，還與攝像機定標設備連接，用于接收多個車輛攝像頭的圖像空間中像素點坐標分別與三維世界坐標之間的映射關系，三維坐標擬合設備基于上述多個平面坐標參數以及上述多個車輛攝像頭對應的映射關系擬合出最近車輛目標在三維世界坐標系中的三維坐標并作為三維目標坐標輸出；

環境重建設備，與每一個車輛攝像頭連接，用于分別接收來自多個車輛攝像頭的多個幾何校準圖像，并基于多個幾何校準圖像對車輛車身周圍進行環境重建，以獲得并輸出車輛車身周圍的虛擬場景；

場景融合設備，分別與環境重建設備和三維坐標擬合設備連接，用于基于三維目標坐標將最近車輛目標的運動位置融合到虛擬場景中以獲得并輸出融合圖像幀；

圖像記錄設備，與場景融合設備連接以接收并回放融合圖像幀，圖像記錄設備包括液晶顯示器、顯示驅動器和顯示緩存；

車載導航設備，用于根據駕駛員輸入的目的地址根據車輛當前位置自動提供行駛路線，并在車輛到達行駛路線中每一個路口之前提供路口行駛方向；

車道信息采集設備，設置在車輛的底盤下方，用于對車輛當前所在車道的行駛方向標志進行圖像數據采集以獲得方向標志圖像；

車道方向識別設備，設備在車輛的儀表盤內，與車道信息采集設備連接，用于接收方向標志圖像，對方向標志圖像中的方向標志進行目標識別以確定當前車道方向；

其中，顯示驅動器分別與車道方向識別設備和車載導航設備連接，用于將路口行駛方向與當前車道方向進行比較，比較結果一致時，輸出行駛方向正確信號，比較結果不一致時，輸出行駛方向錯誤信號，并在輸出行駛方向錯誤信號的同時，向顯示緩存推送與行駛方向錯誤信號對應的文字警示信息以方便液晶顯示器進行相應顯示；

在每一個車輛攝像頭中，圖像傳感設備用于對車輛車身周圍進行高清數據采集以輸出高清圖像；畸變類型檢測設備與圖像傳感設備連接，用于接收高清圖像，確定高清圖像的外形尺寸，基于高清圖像的外形尺寸與基準參考圖像的外形尺寸確定高清圖像的畸變類型，畸變類型包括扭曲畸變、徑向失真畸變、仿射變換畸變、類仿射變換畸變和投影變換畸變，基準參考圖像為對車輛攝像頭負責區域進行預先高清數據采集所輸出的無畸變的高清圖像；畸變處理設備與畸變類型檢測設備連接，當接收到的畸變類型為扭曲畸變、徑向失真畸變、仿射變換畸變或類仿射變換畸變時，基于不同的畸變類型對高清圖像進行不同的預定幾何變換處理，以輸出幾何校準圖像；參考點選擇設備與畸變類型檢測設備連接，用于在接收到的畸變類型為投影變換畸變時，選擇車輛車身周圍中的8個位置作為校準參考點；畸變坐標映射設備分別與參考點選擇設備和畸變類型檢測設備連接，用于確定高清圖像中8個位置的坐標，確定基準參考圖像中8個位置的坐標，基于高清圖像中8個位置的坐標以及基準參考圖像中8個位置的坐標確定幾何坐標變換矩陣，并基于幾何坐標變換矩陣對高清圖像的所有像素點進行幾何坐標變換以獲得對應的多個新像素點，高清圖像的所有像素點的水平坐標和垂直坐標都為整數，而新像素點的水平坐標或垂直坐標不一定為整數；畸變灰度映射設備與畸變坐標映射設備連接，用于接收多個新像素點，當新像素點的水平坐標和垂直坐標都為整數時，新像素點的灰度值為高清圖像中相同坐標位置的像素點的灰度值，當新像素點的水平坐標或垂直坐標為非整數時，基于高清圖像中相同坐標位置周圍的多個像素點的灰度值計算新像素點的灰度值，基于多個新像素點的灰度值輸出幾何校準圖像；噪聲檢測設備分別與畸變處理設備和畸變灰度映射設備連接，用于接收幾何校準圖像，并基于幾何校準圖像檢測并輸出幾何校準圖像中的噪聲類型；噪聲濾除設備包括自適應遞歸濾波單元、維納濾波單元和邊緣保持濾波單元，維納濾波單元用于在接收到的噪聲類型為最大幅度值超過預設幅度值的大幅度值高斯噪聲時，對幾何校準圖像進行維納濾波處理，以獲得并輸出濾波圖像，自適應遞歸濾波單元用于在接收到的噪聲類型為最大幅度值小于等于預設幅度值的小幅度值高斯噪聲時，對幾何校準圖像進行自適應遞歸濾波處理，以獲得并輸出濾波圖像，邊緣保持濾波單元用于在接收到的噪聲類型為椒鹽噪聲或脈沖噪聲時，對幾何校準圖像中每一個像素點作為待處理像素點進行如下處理：選擇待處理像素點周圍的M個附近像素點做均值計算以獲得第一平均像素值，在M個附近像素點中，選擇像素值距離平均像素值最近的N個附近像素點作為運算像素點，對N個運算像素點做均值計算以獲得第二平均像素值，將第二平均像素值作為待處理像素點的處理后的像素值，M和N均為自然數且N小于M；邊緣保持濾波單元基于所有待處理像素點的處理后的像素值組成并輸出濾波圖像。

2.根據權利要求1所述的智慧城市智能交通引導系統，其特征在于，

在每一個車輛攝像頭中，圖像減影設備與噪聲濾除設備連接以獲得時間上連續的各個濾波圖像，對于每一個濾波圖像，將其與前一幀濾波圖像按照相同坐標位置對應的像素點灰度值做差，對各個對應的像素點灰度值做差所獲得的差值取絕對值后組成并輸出減影圖像；閾值選擇設備與圖像減影設備連接，接收減影圖像并計算減影圖像的復雜度，基于復雜度選擇二值化閾值；二值化處理設備分別與閾值選擇設備和圖像減影設備連接，用于基于二值化閾值對減影圖像進行二值化處理以獲得二值化圖像；圖像閉合設備與二值化處理設備連接，用于對二值化圖像進行圖像閉合處理，即對二值化圖像先執行圖像膨脹處理后執行圖像腐蝕處理，以獲得閉合圖像；圖像開啟設備與圖像閉合設備連接，用于對閉合圖像進行圖像開啟處理，即對閉合圖像先執行圖像腐蝕處理后執行圖像膨脹處理，以獲得開啟圖像；目標識別設備與圖像開啟設備連接，用于基于預設基準車輛圖案在開啟圖像中識別出最近車輛目標；目標坐標提取設備與目標識別設備連接，用于基于識別出的最近車輛目標在整個開啟圖像中的相對位置，確定最近車輛目標的平面坐標參數。