一种基于图像识别的安全车速的控制方法及其系统技术方案

一种基于图像识别的安全车速的控制方法，包括如下步骤：(1)获取行驶方向的实况图像；(2)采用卷积神经网络，从实况图像中识别限速标识，获得限速值；(3)对比当前车度和限速值，如果超速执行步骤(4)，否则执行步骤(5)；(4)控制汽车进行减速操作，使当前车速低于限速值；(5)通过可视化设备返回限速值。与现有技术相比，本发明专利技术的有益效果在于：通过卷积神经网络，更为高效、准确的识别限速标志和限速值，有效的控制车辆合理减速处理。

A Control Method and System of Safe Vehicle Speed Based on Image Recognition

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的安全车速的控制方法及其系统
本专利技术涉及电子信息领域，具体的是指一种基于图像识别的安全车速的控制方法及其系统。
技术介绍
随着汽车保有量和车辆出行急剧增加，交通安全问题日益突出。为解决由此产生的各种交通问题，业内开始大力发展ITS智能交通系统(IntelligentTransportationSystem)。ITS智能交通系统的核心技术涉及数字信号处理、通信技术、图像处理、模式识别、人工智能，比如无人驾驶就是其典型应用。ITS智能交通系统的一个关键技术是道路交通标志识别，尤其是在车辆行驶中对道路出现的车辆限速标志进行信息采集和识别,及时地向驾驶员做出指示或警告,甚至接替驾驶员直接对车辆控制,以确保交通顺畅和防止事故的发生。如专利号为CN201510192482.X的中国专利技术“交通标志识别设备及使用该识别设备输出限速的方法”、以及专利号为CN201410064449.4的中国专利技术“一种汽车智能限速系统及汽车限速方法”，都属于此类技术。申请人结合现有技术和实际道路标志进行研究发现，对于诸如车辆限速标志等道路交通标志识别而言，路面交通标志的实际安装情形对于识别有至关重要的作用。在实际路况中，常存在下列情形：(1)限速标志倾斜；(2)限速标志偏转；(3)限速标志全掉漆或者部分掉漆；(4)由于天气状况造成的变色情况；(5)数字部分脱落；(6)被部分遮挡；(7)通过车速识别后，如何控制车辆合理减速处理。以上情形都是现有技术不能解决或者难以有效解决的问题。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述的现有技术不足之处，提供了一种基于图像识别的安全车速的控制方法。一种基于图像识别的安全车速的控制方法，包括如下步骤：(1)获取行驶方向的实况图像；(2)采用卷积神经网络，从实况图像中识别限速标识，获得限速值；(3)对比当前车度和限速值，如果超速执行步骤(4)，否则执行步骤(5)；(4)控制汽车进行减速操作，使当前车速低于限速值；(5)通过可视化设备返回限速值。可选的，步骤(3)中通过OBD(即车载自动诊断系统)获取当前车速。可选的，步骤(4)中通过接入行车电脑实现汽车刹车控制。可选的，步骤(5)中通过外接显示屏或车载显示屏显示限制值。较佳的，步骤(2)中，卷积神经网络的输入两类图像参数：一类是限速标志图像，另外一类是非限速标志图像；通过两类图像参数对实况图像进行卷积运算，获取实况图像中的限速标志，获取限速标志在实况图像中的左上角坐标、宽度、高度，参考其左上角坐标，按其宽度和高度对实况图像进行裁切获得限速标志实例图像。进一步，设定图像阈值，对获取的限速标志实例图像进行筛选，采用图像阈值对限速标志实例图像进行筛选，对低于阈值的限速标志实例图像进行清除，反之则作为有效的限速标志。更进一步，通过RPN、conv、softmax叠加的深度学习卷积神经网络，从限速标志中识别出限速值，其中RPN采用openblas加速。基于上述一种基于图像识别的安全车速的控制方法，本专利技术还提供了一种基于图像识别的安全车速的控制系统，其技术方案如下。一种基于图像识别的安全车速的控制系统，其中：提供一个摄像头，用于获取行驶方向的实况图像；提供一个主机，主机与摄像头信号连接，用于从实况图像中识别限速标识，获得限速值；主机还与行车电脑信号连接，用于控制汽车进行减速操作，使当前车速低于限速值。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：通过卷积神经网络，更为高效、准确的识别限速标志和限速值，有效的控制车辆合理减速处理。下面结合说明附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。附图说明图1是本专利技术中一种基于图像识别的安全车速的控制方法的逻辑框图。图2是本专利技术中一种基于图像识别的安全车速的控制系统的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术提供的一种基于图像识别的安全车速的控制方法，包括如下步骤：(1)获取行驶方向的实况图像；(2)采用卷积神经网络，从实况图像中识别限速标识，获得限速值；(3)对比当前车度和限速值，如果超速执行步骤(4)，否则执行步骤(5)；(4)控制汽车进行减速操作，使当前车速低于限速值；(5)通过可视化设备返回限速值。上述方法中，通过卷积神经网络，更为高效、准确的识别限速标志和限速值。可选的，步骤(3)中通过OBD(即车载自动诊断系统)获取当前车速。可选的，步骤(4)中通过接入行车电脑实现汽车刹车控制。可选的，步骤(5)中通过外接显示屏或车载显示屏显示限制值。较佳的，步骤(2)中，卷积神经网络的输入两类图像参数：一类是限速标志图像，另外一类是非限速标志图像；通过两类图像参数对实况图像进行卷积运算，获取实况图像中的限速标志，获取限速标志在实况图像中的左上角坐标、宽度、高度，参考其左上角坐标，按其宽度和高度对实况图像进行裁切获得限速标志实例图像。在一种较佳的实例中，输入的限速标志图像包括但不限于以下情形：(1)限速标志倾斜；(2)限速标志偏转；(3)限速标志全掉漆或者部分掉漆；(4)由于天气状况造成的变色情况；(5)数字部分脱落；(6)被部分遮挡。上述实例包含了路面交通标志的绝大多数实际安装情形，有效识别率更高。在一种较佳实例中，输入的非限速标志图像包括但不限于以下路面环境：(1)植物；(2)建筑物；(3)车辆；(4)山石地貌。上述实例包含了路面交通标志出现的绝大多数实际安装场景，同样有助于提高有效识别率。进一步，设定图像阈值，对获取的限速标志实例图像进行筛选，采用图像阈值对限速标志实例图像进行筛选，对低于阈值的限速标志实例图像进行清除，反之则作为有效的限速标志。更进一步，通过RPN、conv、softmax叠加的深度学习卷积神经网络，从限速标志中识别出限速值，其中RPN采用openblas加速。基于上述一种基于图像识别的安全车速的控制方法，本专利技术还提供了一种基于图像识别的安全车速的控制系统，其技术方案如下。一种基于图像识别的安全车速的控制系统，其中：提供一个摄像头1，用于获取行驶方向的实况图像；提供一个主机2，主机2与摄像头1信号连接，用于从实况图像中识别限速标识，获得限速值；主机2还与行车电脑(图未示出)信号连接，用于控制汽车进行减速操作，使当前车速低于限速值。上述技术方案中的一种基于图像识别的安全车速的控制系统，主机2中集成了卷积神经网络运算模块，通过摄像头1更为高效、准确的识别限速标志和限速值，进而有效的控制车辆合理减速处理。较佳的，摄像头1安装在汽车的前挡风玻璃3，主机2安装于驾驶台4。可选的，还提供一个外接的LED显示屏5，用于可视化返回限速值，LED显示屏5安装于驾驶台4。对于本领域的技术人员来说，可根据本专利技术所揭示的结构和原理获得其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都属于本专利技术的保护范畴。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像识别的安全车速的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)获取行驶方向的实况图像；(2)采用卷积神经网络，从实况图像中识别限速标识，获得限速值；(3)对比当前车度和限速值，如果超速执行步骤(4)，否则执行步骤(5)；(4)控制汽车进行减速操作，使当前车速低于限速值；(5)通过可视化设备返回限速值。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的安全车速的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)获取行驶方向的实况图像；(2)采用卷积神经网络，从实况图像中识别限速标识，获得限速值；(3)对比当前车度和限速值，如果超速执行步骤(4)，否则执行步骤(5)；(4)控制汽车进行减速操作，使当前车速低于限速值；(5)通过可视化设备返回限速值。2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的安全车速的控制方法，其特征在于，步骤(3)中通过OBD(即车载自动诊断系统)获取当前车速。3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的安全车速的控制方法，其特征在于，步骤(4)中通过接入行车电脑实现汽车刹车控制。4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的安全车速的控制方法，其特征在于，步骤(5)中通过外接显示屏或车载显示屏显示限制值。5.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的安全车速的控制方法，其特征在于，步骤(2)中，卷积神经网络的输入两类图像参数：一类是限速标志图像，另外一类是非限速标志图像；通过两类图像参数对实况图像进行卷积运算，获取实况图像中的限速标志，获取限速标志在实况图像中的左上角坐标、宽度、高度，参考其左上角坐标，按其宽度和高度对实况图像进行裁切获得限速标志...

【专利技术属性】
技术研发人员：任云，许晓边，王柯，俞兵华，牟华英，
申请(专利权)人：广州鹰瞰信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44