定位交通灯背景框的方法、装置及车辆制造方法及图纸

本公开提供了一种定位交通灯背景框的方法、装置及车辆。该方法基于3D摄像头采集到的具有深度信息的图像，对交通灯背景框进行定位。由于3D摄像头的深度成像原理不受自然光照影响，所以在定位交通灯背景框的过程中，对于白天、夜晚等不同光照情况下的识别会更加准确。并且，由于深度信息是由3D摄像头直接输出的，无需额外处理，因此在一定程度上可以减少图像处理的复杂度，提升识别效率。此外，3D摄像头对深度信息与颜色信息的输出在时间轴上几乎是一致的，这样使得在结合两者对交通灯背景框进行定位时，定位结果更加准确。无需采集样本以及机器学习，简化了定位交通灯背景框的过程，提高了定位交通灯背景框的效率和准确度。

【技术实现步骤摘要】
定位交通灯背景框的方法、装置及车辆
本公开涉及图像处理
，具体地，涉及一种定位交通灯背景框的方法、装置及车辆。
技术介绍
随着社会经济的快速发展，汽车越来越普及，然而人们在享受汽车带来的好处的同时，也面临着日益加剧的城市交通安全问题和路口通行效率问题，因此，用于车辆行驶安全的交通信号灯识别技术应运而生，而交通灯背景框的定位方法在交通信号灯的识别过程中起着举足轻重的作用。目前的交通灯背景框定位方法都是基于2D摄像头采集回来的彩色图像，在此基础上利用背景框的一些特征结合相应的图像处理技术进行定位。由于交通路况的复杂性，要想获得准确的定位结果，除了对图像质量要求特别高之外，对算法复杂度的要求也很苛刻，同时定位结果也不尽人意，主要原因在于2D图像本身的图像质量有一定局限，且图像质量受外界干扰影响比较大，这些都会对定位结果产生直接的影响。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种定位交通灯背景框的方法、装置及车辆，以简化定位交通灯背景框的过程，提高定位交通灯背景框的效率和准确度。为了实现上述目的，本公开提供一种定位交通灯背景框的方法，所述方法包括：对3D摄像头采集到的具有深度信息的彩色图像进行颜色分割，以获得具有红、绿和黄三种颜色特性的颜色分割图像；从3D摄像头采集到的具有深度信息的彩色图像中提取出满足预设深度阈值范围的目标深度图像；对比所述颜色分割图像和所述目标深度图像，以从所述目标深度图像中提取具有红、绿或黄三种颜色特性的目标区域；根据所述目标区域的面积大小特性、矩形度以及长宽比，从所述目标区域中定位出交通灯背景框。可选地，在根据所述目标区域的矩形度和长宽比，从所述目标区域中定位出交通灯背景框之前，所述方法还包括：确定所述目标区域的边缘在所述目标区域的Y轴方向的高度变化情况，并确定所述目标区域的边缘在所述目标区域的X轴方向的宽度变化情况；若所述目标区域的边缘在所述Y轴方向的高度存在突变，或所述目标区域的边缘在所述X轴方向的宽度存在突变，则确定所述目标区域包括交通灯背景框候选区域和交通灯灯杆区域；断开所述交通灯背景框候选区域和所述交通灯灯杆区域。可选地，所述对3D摄像头采集到的具有深度信息的彩色图像进行颜色分割，以获得具有红、绿和黄三种颜色特性的颜色分割图像，包括：确定3D摄像头采集到的具有深度信息的彩色图像上各个像素点的色调值；以红、绿和黄三种颜色分别对应的色调值为阈值，分割出像素点的色调值满足红、绿或黄任一种颜色对应的色调值的图像。可选地，所述确定所述目标区域的边缘在所述目标区域的Y轴方向的高度变化情况，并确定所述目标区域的边缘在所述目标区域的X轴方向的宽度变化情况，包括：根据所述目标区域的中心点分别在所述X轴方向以及所述Y轴方向的延伸长度，确定交通灯相对于地面是水平放置的或垂直放置的；若所述交通灯相对于地面是水平放置的，则分别向所述X轴的正负方向遍历所述目标区域的边缘在所述Y轴方向的高度；若所述交通灯相对于地面是垂直放置的，则分别向所述Y轴的正负方向遍历所述目标区域的边缘在所述X轴方向的宽度。可选地，通过以下方式确定所述目标区域的边缘在所述Y轴方向的高度存在突变：在所述目标区域的边缘中与所述X轴平行的同一边缘上取相距预定距离的第一像素点和第二像素点，以形成第一滑动窗；记录所述第一像素点在所述Y轴方向的第一高度与所述第二像素点在所述Y轴方向的第二高度之间的高度差值；自所述中心点起，以预定步长分别沿所述X轴的正负方向移动所述第一滑动窗，并重复执行记录所述第一像素点在所述Y轴方向的第一高度与所述第二像素点在所述Y轴方向的第二高度之间的高度差值的步骤，直到所述高度差值出现突变为止；通过以下方式确定所述目标区域的边缘在所述X轴方向的宽度存在突变：在所述目标区域的边缘中与所述Y轴平行的同一边缘上取相距预定距离的第三像素点和第四像素点，以形成第二滑动窗；记录所述第三像素点在所述X轴方向的第一宽度与所述第四像素点在所述X轴方向的第二宽度之间的宽度差值；自所述中心点起，以预定步长分别沿所述Y轴的正负方向移动所述第二滑动窗，并重复执行记录所述第三像素点在所述X轴方向的第一宽度与所述第四像素点在所述X轴方向的第二宽度之间的宽度差值的步骤，直到所述宽度差值出现突变为止。可选地，所述断开所述交通灯背景框候选区域和所述交通灯灯杆区域，包括：确定在所述高度差值出现突变时，所述第一滑动窗的位置；根据所述第一滑动窗的位置，确定所述交通灯背景框候选区域与所述交通灯灯杆区域的交界线；根据所述交界线，断开所述交通灯背景框候选区域和所述交通灯灯杆区域；或者所述断开所述交通灯背景框候选区域和所述交通灯灯杆区域，包括：确定在所述宽度差值出现突变时，所述第二滑动窗的位置；根据所述第二滑动窗的位置，确定所述交通灯背景框候选区域与所述交通灯灯杆区域的交界线；根据所述交界线，断开所述交通灯背景框候选区域和所述交通灯灯杆区域。本公开还提供一种定位交通灯背景框的装置，所述装置包括：颜色分割模块，用于对3D摄像头采集到的具有深度信息的彩色图像进行颜色分割，以获得具有红、绿和黄三种颜色特性的颜色分割图像；目标深度图像提取模块，用于从3D摄像头采集到的具有深度信息的彩色图像中提取出满足预设深度阈值范围的目标深度图像；目标区域提取模块，用于对比所述颜色分割图像和所述目标深度图像，以从所述目标深度图像中提取具有红、绿或黄三种颜色特性的目标区域；定位模块，用于根据所述目标区域的面积大小特性、矩形度以及长宽比，从所述目标区域中定位出交通灯背景框。可选地，所述装置还包括：第一确定模块，用于在根据所述目标区域的矩形度和长宽比，从所述目标区域中定位出交通灯背景框之前，确定所述目标区域的边缘在所述目标区域的Y轴方向的高度变化情况，并确定所述目标区域的边缘在所述目标区域的X轴方向的宽度变化情况；第二确定模块，用于在所述目标区域的边缘在所述Y轴方向的高度存在突变，或所述目标区域的边缘在所述X轴方向的宽度存在突变时，确定所述目标区域包括交通灯背景框候选区域和交通灯灯杆区域；断开模块，用于断开所述交通灯背景框候选区域和所述交通灯灯杆区域。可选地，所述颜色分割模块包括：色调值确定子模块，用于确定3D摄像头采集到的具有深度信息的彩色图像上各个像素点的色调值；图像分割子模块，用于以红、绿和黄三种颜色分别对应的色调值为阈值，分割出像素点的色调值满足红、绿或黄任一种颜色对应的色调值的图像。可选地，所述第一确定模块包括：第一确定子模块，用于根据所述目标区域的中心点分别在所述X轴方向以及所述Y轴方向的延伸长度，确定交通灯相对于地面是水平放置的或垂直放置的；第一遍历模块，用于在所述交通灯相对于地面是水平放置时，分别向所述X轴的正负方向遍历所述目标区域的边缘在所述Y轴方向的高度；第二遍历模块，用于在所述交通灯相对于地面是垂直放置时，分别向所述Y轴的正负方向遍历所述目标区域的边缘在所述X轴方向的宽度。可选地，所述第二确定模块包括：第一滑动窗生成子模块，用于在所述目标区域的边缘中与所述X轴平行的同一边缘上取相距预定距离的第一像素点和第二像素点，以形成第一滑动窗；第一记录子模块，用于记录所述第一像素点在所述Y轴方向的第一高度与所述第二像素点在所述Y轴方向的第二高度之间的高度差值；第一移动子模块，用于自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定位交通灯背景框的方法，其特征在于，所述方法包括：对3D摄像头采集到的具有深度信息的彩色图像进行颜色分割，以获得具有红、绿和黄三种颜色特性的颜色分割图像；从3D摄像头采集到的具有深度信息的彩色图像中提取出满足预设深度阈值范围的目标深度图像；对比所述颜色分割图像和所述目标深度图像，以从所述目标深度图像中提取具有红、绿或黄三种颜色特性的目标区域；根据所述目标区域的面积大小特性、矩形度以及长宽比，从所述目标区域中定位出交通灯背景框。

【技术特征摘要】
1.一种定位交通灯背景框的方法，其特征在于，所述方法包括：对3D摄像头采集到的具有深度信息的彩色图像进行颜色分割，以获得具有红、绿和黄三种颜色特性的颜色分割图像；从3D摄像头采集到的具有深度信息的彩色图像中提取出满足预设深度阈值范围的目标深度图像；对比所述颜色分割图像和所述目标深度图像，以从所述目标深度图像中提取具有红、绿或黄三种颜色特性的目标区域；根据所述目标区域的面积大小特性、矩形度以及长宽比，从所述目标区域中定位出交通灯背景框。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述目标区域的矩形度和长宽比，从所述目标区域中定位出交通灯背景框之前，所述方法还包括：确定所述目标区域的边缘在所述目标区域的Y轴方向的高度变化情况，并确定所述目标区域的边缘在所述目标区域的X轴方向的宽度变化情况；若所述目标区域的边缘在所述Y轴方向的高度存在突变，或所述目标区域的边缘在所述X轴方向的宽度存在突变，则确定所述目标区域包括交通灯背景框候选区域和交通灯灯杆区域；断开所述交通灯背景框候选区域和所述交通灯灯杆区域。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对3D摄像头采集到的具有深度信息的彩色图像进行颜色分割，以获得具有红、绿和黄三种颜色特性的颜色分割图像，包括：确定3D摄像头采集到的具有深度信息的彩色图像上各个像素点的色调值；以红、绿和黄三种颜色分别对应的色调值为阈值，分割出像素点的色调值满足红、绿或黄任一种颜色对应的色调值的图像。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述目标区域的边缘在所述目标区域的Y轴方向的高度变化情况，并确定所述目标区域的边缘在所述目标区域的X轴方向的宽度变化情况，包括：根据所述目标区域的中心点分别在所述X轴方向以及所述Y轴方向的延伸长度，确定交通灯相对于地面是水平放置的或垂直放置的；若所述交通灯相对于地面是水平放置的，则分别向所述X轴的正负方向遍历所述目标区域的边缘在所述Y轴方向的高度；若所述交通灯相对于地面是垂直放置的，则分别向所述Y轴的正负方向遍历所述目标区域的边缘在所述X轴方向的宽度。5.根据权利要求2所述方法，其特征在于，通过以下方式确定所述目标区域的边缘在所述Y轴方向的高度存在突变：在所述目标区域的边缘中与所述X轴平行的同一边缘上取相距预定距离的第一像素点和第二像素点，以形成第一滑动窗；记录所述第一像素点在所述Y轴方向的第一高度与所述第二像素点在所述Y轴方向的第二高度之间的高度差值；自所述中心点起，以预定步长分别沿所述X轴的正负方向移动所述第一滑动窗，并重复执行记录所述第一像素点在所述Y轴方向的第一高度与所述第二像素点在所述Y轴方向的第二高度之间的高度差值的步骤，直到所述高度差值出现突变为止；通过以下方式确定所述目标区域的边缘在所述X轴方向的宽度存在突变：在所述目标区域的边缘中与所述Y轴平行的同一边缘上取相距预定距离的第三像素点和第四像素点，以形成第二滑动窗；记录所述第三像素点在所述X轴方向的第一宽度与所述第四像素点在所述X轴方向的第二宽度之间的宽度差值；自所述中心点起，以预定步长分别沿所述Y轴的正负方向移动所述第二滑动窗，并重复执行记录所述第三像素点在所述X轴方向的第一宽度与所述第四像素点在所述X轴方向的第二宽度之间的宽度差值的步骤，直到所述宽度差值出现突变为止。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述断开所述交通灯背景框候选区域和所述交通灯灯杆区域，包括：确定在所述高度差值出现突变时，所述第一滑动窗的位置；根据所述第一滑动窗的位置，确定所述交通灯背景框候选区域与所述交通灯灯杆区域的交界线；根据所述交界线，断开所述交通灯背景框候选区域和所述交通灯灯杆区域；或者所述断开所述交通灯背景框候选区域和所述交通灯灯杆区域，包括：确定在所述宽度差值出现突变时，所述第二滑动窗的位置；根据所述第二滑动窗的位置，确定所述交通灯背景框候选区域与所述交通灯灯杆区域的交界线；根据所述交界线，断开所述交通灯背景框候选区域和所述交通灯灯杆区域。7.一种定位交通灯背景框的装置，其特征在于，所述装置包括：颜色分割模块，用于对3D摄像头采集到的具有深度信息的彩色图像进行颜色...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊伟，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44