專利名稱：一種用于安全駕駛的紅綠燈檢測(cè)與提醒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及模式識(shí)別與車輛智能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種通過采集、處理機(jī)動(dòng)車行駛過程中紅綠燈圖像信息并提醒駕駛員停車或啟動(dòng)的用于安全駕駛的紅綠燈檢測(cè)與提醒裝置。
技術(shù)背景為疏導(dǎo)交通，提高道路的利用率，在城市交通路口設(shè)置了指示駕駛員停車或通行的紅綠燈。但往往會(huì)出現(xiàn)紅燈亮?xí)r，由于駕駛員開車過程中注意力不集中未停車或剎車不及時(shí)而造成違章甚至嚴(yán)重的交通事故，使十字路口成為交通事故的高發(fā)區(qū)；另外，當(dāng)紅綠燈由紅燈亮變?yōu)榫G燈亮?xí)r，由于排在前面的車輛駕駛員疏忽，未能及時(shí)依綠燈指示啟動(dòng)，出現(xiàn)其后車輛無法及時(shí)通行的情況。如何實(shí)現(xiàn)及時(shí)提醒駕駛員按紅綠燈指示啟停車輛，減少違章與交通事故，確保安全駕駛并提高道路的利用率成為業(yè)界關(guān)注課題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于針對(duì)上述問題，提供出一種通過采集、處理汽車行駛過程中紅綠燈的實(shí)時(shí)圖像信息，提醒駕駛員在路口停車或啟動(dòng)的用于安全駕駛的紅綠燈檢測(cè)與提醒裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種用于安全駕駛的紅綠燈檢測(cè)與提醒裝置，其特征在于包括依次連接的攝取交通路口紅綠燈圖像信息的攝像頭、處理紅綠燈圖像信息并給出調(diào)用指示信息的處理器及根據(jù)調(diào)用指示信息發(fā)出相應(yīng)語音提示信息的語音提示器。所述攝像頭是通過USB接口與處理器連接的數(shù)字式攝像頭。所述語音提示器為電腦音箱。本實(shí)用新型的有益效果是提供的紅綠燈檢測(cè)與提醒裝置通過攝像頭采集車輛行駛過程中紅綠燈的實(shí)時(shí)圖像信息，由處理器對(duì)紅綠燈圖像信息進(jìn)行處理并給出調(diào)用指示信息，再由語音提示器根據(jù)調(diào)用指示信息發(fā)出相應(yīng)的通行或禁行的語音提示信息，從而提醒駕駛員在路口停車或啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)安全駕駛。本實(shí)用新型能在復(fù)雜的路況條件下或當(dāng)駕駛員未注意到紅綠燈狀態(tài)時(shí)提醒駕駛員正確操作，減少違章與交通事故，確保安全駕駛并提高道路的利用率。裝置成本低，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行安全、穩(wěn)定、功耗低，可廣泛用于各種機(jī)動(dòng)車輛。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型的工作程序流程圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
[0012]圖I示出一種用于安全駕駛的紅綠燈檢測(cè)與提醒裝置，其特征在于包括依次連接的攝取交通路口紅綠燈圖像信息的攝像頭、處理紅綠燈圖像信息并給出調(diào)用指示信息的處理器及根據(jù)調(diào)用指示信息發(fā)出相應(yīng)語音提示信息的語音提示器。應(yīng)用時(shí)，本裝置安裝在機(jī)動(dòng)車內(nèi)，上述攝像頭是通過USB接口與處理器連接的數(shù)字式攝像頭，可將攝像頭朝行駛方向安裝于后視鏡處。本例中，攝像頭采用大恒公司生產(chǎn)的GV400UC數(shù)字?jǐn)z像頭，通過USB接口與處理器連接，將紅綠燈數(shù)字圖像信息傳輸入處理器進(jìn)行處理。處理器采用威盛電子股份有限公司生產(chǎn)的ITX系列AFlOXl主板，系統(tǒng)采用WindowXP，在主板存儲(chǔ)器中存有圖像信息處理程序及調(diào)用語音提示信息的控制程序。上述語音提示器采用普通電腦音箱，與處理器連接。語音提示信息由人工錄入保存在主板的存儲(chǔ)器中，根據(jù)處理器給出的調(diào)用指示信息播放相應(yīng)語音提示信息，提醒駕駛員根據(jù)紅綠燈的指示駕駛。本實(shí)用新型的工作步驟及原理是1.圖像信息處理⑴處理器首先通過對(duì)攝像頭采集的圖像信息進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)提取出紅綠燈所在圖像區(qū)域，⑵運(yùn)用模式識(shí)別算法識(shí)別紅綠 紅綠燈指示的吻合情況，調(diào)用相應(yīng)的語音提示信息，提醒駕駛員正確操作。在圖像信息處理過程中，步驟⑴應(yīng)用了圖像處理區(qū)域分割算法，找出紅綠燈所在的圖像區(qū)域。根據(jù)紅綠燈的紅色與綠色的顏色特征，應(yīng)用基于顏色的區(qū)域分割算法從圖像中分離出紅色與綠色區(qū)域；由于紅綠燈具有圓形、條形、箭頭、數(shù)字等形狀特征，根據(jù)這些特征應(yīng)用基于形狀的區(qū)域分割算法從紅色與綠色區(qū)域中提取出紅綠燈所在圖像區(qū)域。在步驟⑵中，運(yùn)用模式識(shí)別算法識(shí)別紅綠燈的狀態(tài)得到紅綠燈左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、直行等具體意義；模式識(shí)別算法應(yīng)用現(xiàn)有的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由輸入層、隱含層、輸出層組成的三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸入特征向量由紅綠燈區(qū)域顏色、區(qū)域質(zhì)心坐標(biāo)、區(qū)域的二階不變中心矩組成，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出為紅綠燈的基本指示信息，紅燈基本指示信息包括禁止左轉(zhuǎn)、禁止右轉(zhuǎn)、禁止直行，綠燈基本指不彳目息包括左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、直行。在步驟⑶中采用了目標(biāo)跟蹤算法判斷車輛是否處于靜止?fàn)顟B(tài)，跟蹤同一紅綠燈在連續(xù)圖像中的位置變化情況，根據(jù)紅綠燈的位置變化情況判斷當(dāng)前車輛是否處于靜止?fàn)顟B(tài)。由于紅綠燈是靜止的，如果車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么同一個(gè)紅綠燈在連續(xù)圖像中應(yīng)基本保持在同一圖像區(qū)域，應(yīng)用這一特征結(jié)合步驟⑵中識(shí)別的紅綠燈狀態(tài)及位置信息，在連續(xù)采集的圖像中對(duì)同一紅綠燈的位置進(jìn)行跟蹤比較，最終判斷當(dāng)前車輛是否處于靜止?fàn)顟B(tài)。根據(jù)交通路口處的實(shí)際通行情況，處理器調(diào)用的語音提示信息在上述紅綠燈的三種基本指示信息的基礎(chǔ)上組合成七種指示信息，與紅燈指示信息對(duì)應(yīng)的禁行語音提示信息包括禁止左轉(zhuǎn)、禁止右轉(zhuǎn)、禁止直行、禁止左轉(zhuǎn)直行、禁止左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)、禁止直行右轉(zhuǎn)、禁止左轉(zhuǎn)直行右轉(zhuǎn)；與綠燈指示信息對(duì)應(yīng)的通行語音提示信息包括左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、直行、左轉(zhuǎn)直行、直行右轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)直行右轉(zhuǎn)。圖2示出本實(shí)用新型的工作程序流程圖，步驟如下在車輛行駛至接近路口時(shí)，攝像頭采集到紅綠燈圖像信息，處理器接收攝像頭采集的圖像信息并對(duì)圖像信息進(jìn)行處理I.檢測(cè)紅綠燈區(qū)域，從紅色與綠色區(qū)域中提取出紅綠燈所在圖像區(qū)域；2.識(shí)別紅綠燈具體意義識(shí)別紅綠燈有三種結(jié)果⑴紅燈識(shí)別結(jié)果為上述禁止左轉(zhuǎn)、禁止右轉(zhuǎn)、禁止直行等七種紅燈指示信息中的一種，綠燈識(shí)別結(jié)果為上述左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、直行等七種綠燈指示信息中的一種；⑵紅燈識(shí)別結(jié)果為上述禁止左轉(zhuǎn)、禁止右轉(zhuǎn)、禁止直行等七種紅燈指示信息中的一種，綠燈識(shí)別結(jié)果為無綠燈指示信息；⑶綠燈識(shí)別結(jié)果為上述左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、直行等七種綠燈指示信息中的一種；紅燈識(shí)別結(jié)果為無紅燈指示信息；3.判斷當(dāng)前車輛是否處于靜止?fàn)顟B(tài)；3. I車輛不靜止，處于行駛狀態(tài)；3. I. I檢測(cè)是否有紅燈指示信息；3. I. I. I如果檢測(cè)到紅燈指示信息，則處理器調(diào)用語音提示器播出與步驟2識(shí)別 的紅燈指示信息對(duì)應(yīng)的禁行語音提示信息，提醒駕駛員進(jìn)行相應(yīng)的操作。調(diào)用指令發(fā)出后，攝像頭繼續(xù)采集紅綠燈圖像信息并傳輸給處理器。3. I. I. 2如果未檢測(cè)到紅燈指示信息，則處理器不調(diào)用語音提示器播放任何語音提示信息，攝像頭繼續(xù)采集紅綠燈圖像信息并傳輸給處理器。3. 2車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)；3. 2. I檢測(cè)是否有綠燈指不/[目息；3. 2. I. I如果檢測(cè)到綠燈指示信息，則處理器調(diào)用語音提示器播出與步驟2識(shí)別的綠燈指示信息對(duì)應(yīng)的通行語音提示信息，提醒駕駛員進(jìn)行相應(yīng)的操作。調(diào)用指令發(fā)出后，攝像頭繼續(xù)采集紅綠燈圖像信息并傳輸給處理器。3. 2. I. 2如果未檢測(cè)到綠燈指示信息，則處理器不調(diào)用語音提示器播放任何語音提示信息，攝像頭繼續(xù)采集紅綠燈圖像信息并傳輸給處理器。本裝置實(shí)時(shí)檢測(cè)紅綠燈的變化，并根據(jù)變化狀態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整語音提示信息，在沒有檢測(cè)到紅綠燈時(shí)不播報(bào)語音信息。上面所述的實(shí)例僅是對(duì)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種用于安全駕駛的紅綠燈檢測(cè)與提醒裝置，其特征在于包括依次連接的攝取交通路口紅綠燈圖像信息的攝像頭、處理紅綠燈圖像信息并給出調(diào)用指示信息的處理器及根據(jù)調(diào)用指示信息發(fā)出相應(yīng)語音提示信息的語音提示器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于安全駕駛的紅綠燈檢測(cè)與提醒裝置，其特征在于所述攝像頭是通過USB接口與處理器連接的數(shù)字式攝像頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種用于安全駕駛的紅綠燈檢測(cè)與提醒裝置，其特征在于所述語音提示器為電腦音箱。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于安全駕駛的紅綠燈檢測(cè)與提醒裝置，其特征在于包括依次連接的攝取交通路口紅綠燈圖像信息的攝像頭、處理紅綠燈圖像信息并給出調(diào)用指示信息的處理器及根據(jù)調(diào)用指示信息發(fā)出相應(yīng)語音提示信息的語音提示器;所述攝像頭是通過USB接口與處理器連接的數(shù)字式攝像頭;所述語音提示器為電腦音箱。本實(shí)用新型的有益效果是提醒駕駛員正確操作，減少違章與交通事故，確保安全駕駛并提高道路的利用率。裝置成本低，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行安全、穩(wěn)定、功耗低，可廣泛用于各種機(jī)動(dòng)車輛。
文檔編號(hào)G08G1/0962GK202615619SQ201220275339
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者李華, 馮明月, 王肖, 賈鵬, 章永進(jìn), 趙建輝, 鄭智, 葉鵬, 徐友春, 彭永勝, 劉洪泉, 袁一, 朱愿 申請(qǐng)人:中國人民解放軍軍事交通學(xué)院