CN104537857A - 基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法及*** - Google Patents

基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法及***，所述方法包括：行车录像仪通过摄像头实时获取并存储视频信息，并对视频信息进行分析，判断是否存在红绿灯交通标志；当判断存在红绿灯交通标志时，行车录像仪的MCU对所获得的红绿灯图像通过算法进行处理，判断出当前的红绿灯状态；根据当前的红绿灯状态，对车主进行相应的语音提醒。本发明可通过行车录像仪判断交通红灯的状态，并对汽车驾驶者作出在交通道口闯红灯易造成交通事故，以及绿灯亮时滞后启动车辆的提醒，提高了汽车驾驶者驾驶汽车的安全性。

Description

基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法及***
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法及***。
背景技术
随着网络技术、电子技术、通讯技术、机械加工技术、智能控制技术等技术的不断发展，汽车主动安全技术的发展日新月异，从开始的ABS、EBD 到ESC 再到ACC、防碰撞、车道偏离报警、车道保持、盲点辅助***，汽车的主动安全性能更是得到了飞速的提升，但是由于交通环境的多样性，交通事故发生的复杂性，现有的***还是存在很多不足之处，无法覆盖到交通事故的方方面面。而人们日常是通过人眼来对交通道口的红绿灯进行判断，有的时候因注意力不集中经常会出现闯红灯，有的时候在绿灯亮时滞后启动车辆。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法及***。通过本发明可实现通过行车录像仪识别交通红绿灯的状态，并对驾驶员进行语音提醒，提高驾驶员驾驶的安全性。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法，其中，方法包括：
A、行车录像仪通过摄像头实时获取并存储视频信息，并对视频信息进行分析，判断是否存在红绿灯交通标志；
B、当判断存在红绿灯交通标志时，行车录像仪的MCU对所获得的红绿灯图像通过算法进行处理，判断出当前的红绿灯状态；
C、根据当前的红绿灯状态，对车主进行相应的语音提醒。
所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法，其中，所述步骤A具体包括：
A1、行车录像仪通过摄像头实时获取视频信息，将视频信息处理为一帧一帧的图像；
A2、提取图像中的连通区域用为红绿灯识别的候选区域；
A3、通过判断图像中的红绿灯在图像中所占的像素面积的范围，并判断红绿灯在图像中的位置，最后通过判断候选区域的占空比和圆度来判断是否存在红绿灯。
所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法，其中，所述步骤A3中利用判断图像中的红绿灯在图像中据点的像素面积的方法包括：设d为图像中红绿灯的直径，f为行车录像仪的摄像头的等效焦距，f0是相机镜头的实际焦距，dx为摄像头CCD的尺寸，Zc为行车录像仪距离红绿灯的距离，那么红绿灯在图像中所占像素由下面公式给出：
，。
所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法，其中， 所述步骤A3中利用红绿灯在图像中的位置判断方法具体为：设图像高度为H，宽度为W，那么连通区域中的红绿灯的中心坐标（x，y）满足：0<x<W/2，0<y<H/2。
所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法，其中， 所述步骤A3通过候选区域的占空比判断方法具体为：设候选区域的面积为S，Sx为候选区域的外接矩形的面积，L为候选区域的周长，候选区域的占空比为R，，所述圆度设为C，C的计算公式为。
一种基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒***，其中，***包括：
获取与分析模块，用于行车录像仪通过摄像头实时获取并存储视频信息，并对视频信息进行分析，判断是否存在红绿灯交通标志；
处理与判断模块，用于当判断存在红绿灯交通标志时，行车录像仪的MCU对所获得的红绿灯图像通过算法进行处理，判断出当前的红绿灯状态；
提醒模块，用于根据当前的红绿灯状态，对车主进行相应的语音提醒。
所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒***，其中，所述获取与分析模块具体包括：
获取单元与处理单元，用于行车录像仪通过摄像头实时获取视频信息，将视频信息处理为一帧一帧的图像；
提取单元，用于提取图像中的连通区域用为红绿灯识别的候选区域；
判断单元，用于通过判断图像中的红绿灯在图像中所占的像素面积的范围，并判断红绿灯在图像中的位置，最后通过判断候选区域的占空比和圆度来判断是否存在红绿灯。
所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒***，其中，所述判断单元中利用判断图像中的红绿灯在图像中据点的像素面积的方法包括：设d为图像中红绿灯的直径，f为行车录像仪的摄像头的等效焦距，f0是相机镜头的实际焦距，dx为摄像头CCD的尺寸，Zc为行车录像仪距离红绿灯的距离，那么红绿灯在图像中所占像素由下面公式给出：
，。
所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒***，其中，所述所述判断单元中利用红绿灯在图像中的位置判断方法具体为：设图像高度为H，宽度为W，那么连通区域中的红绿灯的中心坐标（x，y）满足：0<x<W/2，0<y<H/2。
所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒***，其中，所述所述判断单元中通过候选区域的占空比判断方法具体为：设候选区域的面积为S，Sx为候选区域的外接矩形的面积，L为候选区域的周长，候选区域的占空比为R，，所述圆度设为C，C的计算公式为。
本发明提供了一种基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法及***，所述方法包括：行车录像仪通过摄像头实时获取并存储视频信息，并对视频信息进行分析，判断是否存在红绿灯交通标志；当判断存在红绿灯交通标志时，行车录像仪的MCU对所获得的红绿灯图像通过算法进行处理，判断出当前的红绿灯状态；根据当前的红绿灯状态，对车主进行相应的语音提醒。本发明可通过行车录像仪判断交通红灯的状态，并对汽车驾驶者作出在交通道口闯红灯易造成交通事故，以及绿灯亮时滞后启动车辆的提醒，提高了汽车驾驶者驾驶汽车的安全性。
附图说明
图1是本发明的一种基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法的较佳实施例的流程图。
图2是本发明的一种基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法的较佳实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明较佳实施例所述的一种基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法，如图1所示，包括：
步骤S100、行车录像仪通过摄像头实时获取并存储视频信息，并对视频信息进行分析，判断是否存在红绿灯交通标志。
具体实施时，行车录像仪安装在车辆的正前方，可获取车辆前方的图像数据。行车录像仪通过自身摄像头实时获取当前的视频信息，并将视频信息存储在自身装配的存储卡中，存储卡的大小可根据摄像头的清晰度及实际使用需求确定用2G、4G、8G、16G或是32G的SD存储卡。同时行车录像仪对所拍摄的视频信息进行分析，判断是否存在红绿灯交通标志。
具体实施时，步骤S100具体包括：
步骤S101、行车录像仪通过摄像头实时获取视频信息，将视频信息处理为一帧一帧的图像存储起来。
具体实施时，因我们的算法是处理具体的图像信息，因此我们在获取到视频信息后，将其以图像的形式进行存储，方便后续处理。
步骤S102、提取图像中的连通区域用为红绿灯识别的候选区域。
具体实施时，首先将行车录像仪的图像转成灰度图像，并用滤波法滤去噪声，对灰度图进行二值分割，得到二值图，使用连通域算法的，提取二值图像中的连通域，作为红绿灯调味品的候选区域。
步骤S103、通过判断图像中的红绿灯在图像中所占的像素面积的范围，并判断红绿灯在图像中的位置，最后通过判断候选区域的占空比和圆度来判断是否存在红绿灯。
具体实施时，所述步骤S103中利用判断图像中的红绿灯在图像中据点的像素面积的方法包括：设d为图像中红绿灯的直径，而城市交通中，红绿灯的直接约为20cm，车的行车录像仪可识别红绿灯的距离约为20m~60m，f为行车录像仪的摄像头的等效焦距，f0是相机镜头的实际焦距（如6mm镜头，8mm镜头，16mm镜头，25mm镜头等），dx为摄像头CCD的尺寸，Zc为行车录像仪距离红绿灯的距离，那么红绿灯在图像中所占像素由下面公式给出：
，。
根据已知的相机参数，可估算出距离红绿灯Zc时，红绿灯的外接矩形区域和面积一定在有效识别距离内，红绿灯在图像中据点像素面积的范围，以此为判别依据，便可排除过大和过小的候选区域。
所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法，所述步骤S103中利用红绿灯在图像中的位置判断方法具体为：设图像高度为H，宽度为W，那么连通区域中的红绿灯的中心坐标（x，y）满足：0<x<W/2，0<y<H/2。
具体实施时，城市交通中的红绿灯一般设置在道路两旁，且有一定的视角，因此红绿灯一般位于图像的上方，所以红绿灯的中心区域像素坐标满足0<x<W/2，0<y<H/2。
所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法，其中， 所述步骤S103通过候选区域的占空比判断方法具体为：设候选区域的面积为S，Sx为候选区域的外接矩形的面积，L为候选区域的周长，候选区域的占空比为R，，所述圆度设为C，C的计算公式为。
具体实施时，理论上，圆形区域的占空比R和圆度都为1。受噪声影响，R和C会在1附近波动。通过这两个参数，可提取出圆形区域，即得到红绿灯所在的区域。
步骤S200、当判断存在红绿灯交通标志时，行车录像仪的MCU对所获得的红绿灯图像通过算法进行处理，判断出当前的红绿灯状态。
具体实施时，当判断前方存在红绿灯交通标志时，行车录像仪的MCU对所获得的红绿灯图像进行采集，将采集到的图像信号经过信号滤波器小队噪声干扰，并用信号放大器进行功率放大得到频谱特性较好的波形信号，再由模数转换器将该波形信号转换为数字信号。将得到的数字信号通过图像分析处理过程得到交通信号灯的状态信号，具体的图像分析处理过程包括图像识别和图像边缘检测，边缘检测算法包括滤波、增强、检测和定位等算法。从而确定当前的红绿灯状态是何种状态。
步骤S300、根据当前的红绿灯状态，对车主进行相应的语音提醒。
具体实施时，当判断出当前的红绿灯状态，例如处于红灯时，可用语音提示：前方有红绿灯，此时为红灯，请减速停车。当处于绿灯时，可采用语音提示：当前为绿灯，请启动车辆。
本发明提供了一种一种基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法，该方法采用行车录像仪对拍摄到的图片进行处理，判断当前是否有红绿灯，并对红绿灯的状态进行判断，同时对驾驶员进行语音提醒，减少了驾驶员因未能及时看到红绿灯而做出反应带来的不便，提高了驾驶员驾驶的安全性。
基于上述实施例，本发明还提供一种基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒***的较佳实施例的功能原理框图，如图2所示，***包括：
获取与分析模块510，用于行车录像仪通过摄像头实时获取并存储视频信息，并对视频信息进行分析，判断是否存在红绿灯交通标志；具体如上所述。
处理与判断模块520，用于当判断存在红绿灯交通标志时，行车录像仪的MCU对所获得的红绿灯图像通过算法进行处理，判断出当前的红绿灯状态；具体如上所述。
提醒模块530，用于根据当前的红绿灯状态，对车主进行相应的语音提醒；具体如上所述。
所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒***，其中，所述获取与分析模块510具体包括：
获取单元与处理单元，用于行车录像仪通过摄像头实时获取视频信息，将视频信息处理为一帧一帧的图像；具体如上所述。
提取单元，用于提取图像中的连通区域用为红绿灯识别的候选区域；具体如上所述。
判断单元，通过判断图像中的红绿灯在图像中所占的像素面积的范围，并判断红绿灯在图像中的位置，最后通过判断候选区域的占空比和圆度来判断是否存在红绿灯；具体如上所述。
所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒***，其中，所述判断单元中利用判断图像中的红绿灯在图像中据点的像素面积的方法包括：设d为图像中红绿灯的直径，f为行车录像仪的摄像头的等效焦距，f0是相机镜头的实际焦距，dx为摄像头CCD的尺寸，Zc为行车录像仪距离红绿灯的距离，那么红绿灯在图像中所占像素由下面公式给出：
，；具体如上所述。
所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒***，其中，所述所述判断单元中利用红绿灯在图像中的位置判断方法具体为：设图像高度为H，宽度为W，那么连通区域中的红绿灯的中心坐标（x，y）满足：0<x<W/2，0<y<H/2；具体如上所述。
所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒***，其中，所述所述判断单元中通过候选区域的占空比判断方法具体为：设候选区域的面积为S，Sx为候选区域的外接矩形的面积，L为候选区域的周长，候选区域的占空比为R，，所述圆度设为C，C的计算公式为；具体如上所述。
所述的基于位置信息的自动化集群调度数据处理***，其中，所述位置信息是指集群终端所处位置的经纬度信息；具体如上所述。
综上所述，本发明提供了一种基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法及***，所述方法包括：行车录像仪通过摄像头实时获取并存储视频信息，并对视频信息进行分析，判断是否存在红绿灯交通标志；当判断存在红绿灯交通标志时，行车录像仪的MCU对所获得的红绿灯图像通过算法进行处理，判断出当前的红绿灯状态；根据当前的红绿灯状态，对车主进行相应的语音提醒。本发明可通过行车录像仪判断交通红灯的状态，并对汽车驾驶者作出在交通道口闯红灯易造成交通事故，以及绿灯亮时滞后启动车辆的提醒，提高了汽车驾驶者驾驶汽车的安全性。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法，其特征在于，方法包括：
A、行车录像仪通过摄像头实时获取并存储视频信息，并对视频信息进行分析，判断是否存在红绿灯交通标志；
B、当判断存在红绿灯交通标志时，行车录像仪的MCU对所获得的红绿灯图像通过算法进行处理，判断出当前的红绿灯状态；
C、根据当前的红绿灯状态，对车主进行相应的语音提醒。
2.根据权利要求1所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：
A1、行车录像仪通过摄像头实时获取视频信息，将视频信息处理为一帧一帧的图像；
A2、提取图像中的连通区域用为红绿灯识别的候选区域；
A3、通过判断图像中的红绿灯在图像中所占的像素面积的范围，并判断红绿灯在图像中的位置，最后通过判断候选区域的占空比和圆度来判断是否存在红绿灯。
3.根据权利要求2所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法，其特征在于，所述步骤A3中利用判断图像中的红绿灯在图像中据点的像素面积的方法包括：设d为图像中红绿灯的直径，f为行车录像仪的摄像头的等效焦距，f0是相机镜头的实际焦距，dx为摄像头CCD的尺寸，Zc为行车录像仪距离红绿灯的距离，那么红绿灯在图像中所占像素由下面公式给出：
，。
4.根据权利要求2所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法，其特征在于， 所述步骤A3中利用红绿灯在图像中的位置判断方法具体为：设图像高度为H，宽度为W，那么连通区域中的红绿灯的中心坐标（x，y）满足：0<x<W/2，0<y<H/2。
5.根据权利要求2所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒方法，其特征在于， 所述步骤A3通过候选区域的占空比判断方法具体为：设候选区域的面积为S，Sx为候选区域的外接矩形的面积，L为候选区域的周长，候选区域的占空比为R， ，所述圆度设为C，C的计算公式为。
6.一种基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒***，其特征在于，***包括：
获取与分析模块，用于行车录像仪通过摄像头实时获取并存储视频信息，并对视频信息进行分析，判断是否存在红绿灯交通标志；
处理与判断模块，用于当判断存在红绿灯交通标志时，行车录像仪的MCU对所获得的红绿灯图像通过算法进行处理，判断出当前的红绿灯状态；
提醒模块，用于根据当前的红绿灯状态，对车主进行相应的语音提醒。
7.根据权利要求6所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒***，其特征在于，所述获取与分析模块具体包括：
获取单元与处理单元，用于行车录像仪通过摄像头实时获取视频信息，将视频信息处理为一帧一帧的图像；
提取单元，用于提取图像中的连通区域用为红绿灯识别的候选区域；
判断单元，用于通过判断图像中的红绿灯在图像中所占的像素面积的范围，并判断红绿灯在图像中的位置，最后通过判断候选区域的占空比和圆度来判断是否存在红绿灯。
8.根据权利要求7所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒***，其特征在于，所述判断单元中利用判断图像中的红绿灯在图像中据点的像素面积的方法包括：设d为图像中红绿灯的直径，f为行车录像仪的摄像头的等效焦距，f0是相机镜头的实际焦距，dx为摄像头CCD的尺寸，Zc为行车录像仪距离红绿灯的距离，那么红绿灯在图像中所占像素由下面公式给出：
，。
9.根据权利要求7所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒***，其特征在于，所述所述判断单元中利用红绿灯在图像中的位置判断方法具体为：设图像高度为H，宽度为W，那么连通区域中的红绿灯的中心坐标（x，y）满足：0<x<W/2，0<y<H/2。
10.根据权利要求7所述的基于行车录像仪识别交通红绿灯的提醒***，其特征在于，所述所述判断单元中通过候选区域的占空比判断方法具体为：设候选区域的面积为S，Sx为候选区域的外接矩形的面积，L为候选区域的周长，候选区域的占空比为R，，所述圆度设为C，C的计算公式为。
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