[發明專利]一種城市道路信號燈桿傾斜故障的檢測方法

在審

• 申請號: 202011575298.0
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112686956A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 胡茂福;王興國;穆科明;陸國強
• 申請（專利權）人: 南京杰邁視訊科技有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/00;G06T7/13;G06K9/00;G06K9/40;G06N3/08;G06T5/00;G06T5/30;G08B21/18
• 代理公司: 南京銳恒專利代理事務所(普通合伙) 32506
• 代理人: 陳思

本發明公開了一種城市道路信號燈桿傾斜故障的檢測方法。采用YOLOv3檢測框架，完成從原始圖像的輸入到物體位置和類別的輸出，通過對人工標注的圖像進行訓練，獲取YOLOv3的檢測模型。使用該模型對信號燈燈桿和人行橫道線進行目標檢測，對檢測出的信號燈燈桿和人行橫道線目標物區域進行灰度變換獲取灰度圖像，對灰度圖像進行canny邊緣檢測，通過形態學處理進行區域連通，提取人行橫道線和信號燈燈桿目標物的霍夫變換直線，對直線進行極坐標角度計算獲取直線夾角，對人行橫道線和信號燈燈桿的夾角判斷是否超出合理閾值范圍，據此判斷是否存在傾斜現象。本發明可實時監測信號燈桿的傾斜狀況，監測的傾斜角度超過閾值后及時報警，具有成本低、操作簡單的優勢。

技術領域

本發明屬于智能交通技術領域，涉及視頻監控與圖像處理技術的應用，具體涉及一種城市道路信號燈桿傾斜故障的檢測方法。

背景技術

為了方便人車通行，城市道路的多數路口都安裝有信號燈并設置了人行橫道線，信號燈架設在燈桿上。有的路口空間跨度較大，為了方便駕駛人員觀察信號燈狀態，此時燈桿需要橫跨多個車道。受外力(大風、大車、路面施工等)的影響，會發生燈桿傾斜甚至傾倒的可能性，因此需要監測燈桿是否傾斜。

目前，主要有三種監測方式：

(一)人工巡檢，即人工直接去道路路口巡查或者通過視頻監控巡檢，這種方法依賴操作人員的觀察和經驗做判斷，耗時耗力，無法有效管控實際效果，同時不能及時發現問題，容易引發重大交通安全隱患；

(二)通過角度傳感器采集數據后進行分析判斷，實踐中采用安裝傾角傳感器感應傾斜偏差角度，結合微處理器和通信模塊，通過傾角傳感器對傾斜角度進行檢測，當傾角數值超過角度閾值時產生報警，但該方法存在如下問題：

1、施工復雜，需要在信號燈桿上安裝物理裝置；

2、檢測效果差，傾角傳感器在燈桿上容易發生偏移影響檢測效果；

3、檢測范圍窄，燈桿較長時，只能檢測到安裝位置附近，遠距離位置無法檢測；

(三)圖像自動分析判斷，目前業界主流方案是采用第三種圖像分析檢測方法，通過采集電子警察圖片或者監控視頻圖像，分析識別信號燈盤位置的偏移來檢測燈桿傾斜問題，先記錄正常時信號燈盤位置，定時檢測當前信號燈盤位置，然后根據中心坐標計算偏移像素，超過偏移閾值產生報警，但該方法也存在如下問題：

1、抗干擾性差，當圖像采集設備晃動或圖像采集設備發生偏移時，無法準確定位信號燈盤位置，影響檢測；

2、操作復雜，檢測需要先標定和記錄正常位置數值，然后實時檢測數值與標定的正常數值比對；

3、適應性差，信號燈橫桿和豎桿傾斜檢測方式不通用。

發明內容

針對上述基于現有信號燈燈桿傾斜檢測技術方法中存在的問題，本發明提出一種城市道路信號燈桿傾斜故障的檢測方法，通過信號燈路口的像機的實時圖像或者圖片進行信號燈桿和人行橫道線的目標檢測，對檢測到的目標取霍夫直線，進行直線夾角數值計算，當檢測角度數值變化超過報警閾值時產生傾斜報警，達到實時監測的效果，并提高工作效率，及時發現問題，以對信號燈桿進行扶正，避免影響交通和行人的安全出行。

為達到上述目的，本發明提出的技術方案為一種城市道路信號燈桿傾斜故障的檢測方法，具體包含以下步驟：

(1)通過設置在城市道路路口的智能交通違章監攝管理系統(即電子警察)獲取抓拍的樣本圖像，圖像中包括信號燈燈桿和人行橫道線；

(2)遍歷上述每張樣本圖像，對圖像做平滑處理，用矩形框對信號燈桿、人行橫道線進行標記處理，獲得對應的標簽文件，標簽文件和樣本圖片構成圖像數據集，并將圖像數據集按照一定比例劃分為訓練集和驗證集；