[發明專利]一種基于視覺的教育用交通知識認知動態沙盤系統

在審

• 申請號: 201910959162.0
• 申請日: 2019-10-10
• 公開（公告）號: CN110619782A
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 杜驍釋;蔡永華;王冠;陳浩
• 申請（專利權）人: 武漢蛋玩科技有限公司
• 主分類號: G09B19/14
• 分類號: G09B19/14;G09B25/00;G09B5/02;G06K9/62;G06K9/32;G06K9/00
• 代理公司: 11335 北京匯信合知識產權代理有限公司
• 代理人: 王維新

本發明公開了一種基于視覺的教育用交通知識認知動態沙盤系統，包括沙盤模型、沙盤主控分析單元及若干輛小車；所述沙盤系統包括道路模型、交通信號燈模型及交通指示牌模型，所述沙盤主控分析單元包括液晶顯示屏、中央處理單元及通訊模塊A，所述小車包括車本體和安裝在車本體上的通訊模塊B、攝像頭模塊及運動控制單元，運動控制單元用來控制車本體的運動；所述通訊模塊B與通訊模塊A無線連接，所述中央處理單元分別與通訊模塊A和液晶顯示屏通訊連接，該系統可以提供動態、具有車輛實時視野展示的交通知識認知沙盤系統，能夠大大提高教育過程中的直觀性、趣味性，給小朋友生動、直觀的學習體驗。

技術領域

本發明涉及計算機視覺識別處理技術領域，尤其是一種基于視覺的教育用交通知識認知動態沙盤系統。

背景技術

現有的交通知識認知教育往往通過書本、圖冊或是一些靜態的交通模型來讓小朋友了解交通系統，但這很難讓他們體會到真實世界中的各交通要素相互配合構建出的動態場景，更無法體會車輛駕駛員視角下對交通要素進行實時判斷的情形。這種教育模式已經脫離了時代的發展，無法生動直觀的讓小朋友對交通系統有個很好的認知。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種基于視覺的教育用交通知識認知動態沙盤系統，該系統可以提供動態、具有車輛實時視野展示的交通知識認知沙盤系統，能夠大大提高教育過程中的直觀性、趣味性，給小朋友生動、直觀的學習體驗。

一種基于視覺的教育用交通知識認知動態沙盤系統，包括沙盤模型、沙盤主控分析單元及若干輛小車；所述沙盤系統包括道路模型、交通信號燈模型及交通指示牌模型，所述沙盤主控分析單元包括液晶顯示屏、中央處理單元及通訊模塊A，所述小車包括車本體和安裝在車本體上的通訊模塊B、攝像頭模塊及運動控制單元，運動控制單元用來控制車本體的運動；所述通訊模塊B與通訊模塊A無線連接，所述中央處理單元分別與通訊模塊A和液晶顯示屏通訊連接，該沙盤系統的運行步驟為：

step1：獲取圖像信息，小車通過攝像頭模塊采集小車運動方向上的圖像信息，生成MJPEG格式的視頻流；

step2：分析圖像信息，通訊模塊B將獲取到的圖像信息通過無線傳輸的方式傳輸給通訊模塊A，通訊模塊A將圖像信息傳輸給中央處理單元，中央處理單元將接受到的信息經過處理、分析、計算之后，得到具體的圖像特征；

step3：顯示圖像信息，中央處理單元將通過計算分析得到的圖像信息傳輸給液晶顯示屏，液晶顯示屏上實時顯示圖像信息；

step4：生成運動指令，中央處理單元根據分析得到的具體圖像特征生成相應的運動指令；

step5：下達運動指令，中央處理單元根據分析得到的圖像信息按照相對應的交通規則向小車下達運動指令，運動指令通過通訊模塊A傳遞到通訊模塊B，再由通訊模塊B傳導給運動控制單元，由運動控制單元控制小車的運動。

作為上述方案的優選，所述中央處理單元包括道路圖像識別處理模塊、交通標識圖像識別處理模塊及運動指令生成模塊，所述中央處理單元分析圖像信息的步驟step2包括：

step21：進行道路識別，道路圖像識別處理模塊根據采集到的圖像信息選擇出合適的道路輪廓線，確定道路的坐標、角度；

step22，進行交通標識識別，交通標識處理模塊根據采集到的圖像信息篩選、匹配出正確交通標識圖形。

作為上述方案的優選，所述中央處理單元通過運動指令生成模塊根據道路圖像識別處理模塊和交通標識圖像識別處理模塊分析得到的圖像信息生成相應的運動指令。

作為上述方案的優選，所述道路圖像識別處理模塊包括顏色分割單元、路線尋找單元，其中，道路尋找大難包括canny邊緣檢測、灰度處理及霍夫變換線條選擇，所述道路圖像識別的步驟step21包括：