一种公交车遮挡交通信号灯获取方法技术

本发明专利技术提出一种公交车遮挡交通信号灯获取方法，包括：步骤A、通过前置摄像头获取图像，并进行交通灯识别；步骤B、实时获取公交车后方的遮挡区域；步骤C、交通灯状态与信息的传输，当倒车雷达检测到有车辆进入遮挡区域时，车机系统将步骤A识别到交通灯的状态信息实时传输给公交车后方的车载显示屏示以提示后方车辆。本发明专利技术计算复杂度低，对处理器要求低，公交车内置车机系统的内置芯片即可满足计算需求；无需加装价格高昂的深度、TOF、雷达等传感器；测距精度高，无其它的三维场景重建或者漂移等累计误差。计误差。计误差。

【技术实现步骤摘要】
一种公交车遮挡交通信号灯获取方法


[0001]本专利技术属于车辆
，特别是涉及一种基于车机系统的公交车遮挡交通灯解决方法。

技术介绍

[0002]目前，一些大型车辆(如公交车等)行驶在道路中时，由于车身过高，对其正后方行驶的小型车辆会造成视线遮挡而导致后车看不到交通信号灯的情况。这一现象严重威胁了后方行驶的小型车辆的道路行车安全。
[0003]申请号为201810789400.3的专利技术公开一种用于大型车辆的交通灯识别与预警装置，包括摄像头、LED显示屏、扬声器、超声波车距探头和主机，其特征是：摄像头安装在大型车辆顶部中央，LED显示屏、扬声器和超声波车距探头安装在大型车辆尾部，主机安装在驾驶员座位附近，摄像头、LED显示屏、扬声器、超声波车距探头均通过线缆与主机电连接。该方法能够识别车辆前方交通灯状态并向后方传播，以帮助后方车辆的车主实时地了解前方交通灯状态。
[0004]另外，申请号为201910866296.8的专利技术公开一种显示交通信号灯的方法和装置，该方法应用于车辆，该车辆后方具有显示模块，该方法可以包括：获取车辆前方的交通信号灯的状态信息；在车辆后方的显示模块上显示所述状态信息，以便该车辆后方的交通参与者可以通过该显示模块获知交通信号灯的状态信息。
[0005]上述方法均通过预设距离对后方车辆进行信号灯提醒，即通过预先设置一个常数值，然后依据该距离来判断是否存在遮挡情况(比如:两车之间的距离小于预设值则判断为遮挡)。实际上，道路坡度实时变化、不同交通灯高度变化、两车的车高变化、两车的车速实时变化、两车之间的距离实时变化都会影响预设值，现有技术中将预设值定义为一个常数势必影响检测精度。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出一种交通信号灯的获取方法，可以实现交通灯、前方公交车、后方小车在运动状态下实时检测并准确判断后方车辆是否存在视线遮挡，从而将交通灯信息及时传输至后方车辆。其方案为：
[0007]步骤A、通过前置摄像头获取图像，并进行交通灯识别；
[0008]步骤B、实时获取公交车后方的遮挡区域
[0009]B1、获取前置摄像头安装位置和倒车雷达位置的高度差h1、公交车顶到倒车雷达位置的高度差h2、前置摄像头安装位置和倒车雷达位置的水平距离S0；
[0010]B2、获得取前置摄像头中心点与交通灯的高度仰角α，α＝arctan(S/f)，其中f是前置摄像头成像焦距，S为交通灯的成像到像片中心水平线的垂直距离；
[0011]B3、获取前置摄像头与交通灯之间的水平距离S
灯
，S
灯
＝(S
行
*tanα2)/(tanα1‑
tanα2)；获取交通灯和前置摄像头之间的垂直距离h
灯
，h
灯
＝tan(α2)*(S
行
*tanα2)/(tanα1‑
tan
α2)，其中S
行
是前置摄像头两次照相的时间间隔内公交车行驶过的距离；
[0012]B4、获取公交车后方的遮挡区域S
遮挡
，S
遮挡
＝(S
灯
+S0)*h2/(h0+h1‑
h2)；
[0013]步骤C、交通灯状态与信息的传输
[0014]当倒车雷达检测到有车辆进入遮挡区域时，车机系统将步骤A识别到交通灯的状态信息实时传输给公交车后方的车载显示屏示以提示后方车辆。
[0015]进一步地，所述步骤B3中S
行
＝∫(V
车
*Δt)，其中V
车
为汽车的实时车速，由车机系统内置的行车电脑直接获取，Δt为相机的图像采样间隔，例：相机以30帧每秒(FPS)进行图像采集，则此处Δt为1/30秒。
[0016]进一步地，所述步骤A中交通灯识别包括交通灯颜色识别和数字识别。
[0017]进一步地，所述交通灯颜色识别包括：首先将RGB值转换为相应的色调、饱和度和明度(HSV)坐标；其次，利用相应色彩特征值，搜索敏感区域识别相应颜色区域，并结合交通信号灯外形特征完成结构元素的构建；再次，对所构建的结构元素实现图像二值化，并填充相应的背景色，完成识别过程。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果如下：本专利技术仅依靠公交车自带的车机系统、前置相机、倒车雷达、后置显示屏等部件即可完成对交通灯识别、实时准确地获取公交车后方的遮挡区域情况，并进行相应提醒。无需额外增加其他组件或模块，在对现有公交车不做任何硬件改进的情况下，通过本专利技术中的方法可以使公交车具备智能提醒后方被遮挡车辆交通信号灯的功能。
附图说明
[0019]图1是本专利技术前置摄像头与交通灯之间仰角关系图；
[0020]图2是本专利技术前置摄像头与交通灯之间距离关系图；
[0021]图3为本专利技术公交车后方的遮挡区域示意图。
具体实施方式
[0022]本专利技术方案设计过程：
[0023]起初设定公交车的车高和红绿灯高度一定，后方车辆为SUV型车辆车高为1.5米，假定距离公交车5米，此时SUV刚好处于可以看到红绿灯的临界状态，那如果相同情况下，车辆换为小汽车车高为1米，则小汽车中的驾驶人员由于高度变低视线被遮挡而看不到红绿灯。同理，公交车的车高和红绿灯的高度变化也会出现情况，因此只有将车高、红绿灯高、两车车距等作为自变量实时计算出遮挡阈值时才能够准确检测后方车辆是否被遮挡。
[0024]后期假定公交车和后方小型车辆之间的间距和车高为定值，公交车距离红绿灯距离为30米，此时后方车辆刚好处于可以看到红绿灯的临界状态；由于后方车辆驾驶人员到公交车后车顶的视线仰角一定，根据相似三角形原理，那么随着公交车距离红绿灯的距离越远，则遮挡区域越大。进一步得出，在两车车距一定的情况下，遮挡情况会随着两车到红绿灯距离不同而发生变化。
[0025]从以上两个说明例可以看出，设定一个固定的预设值(两车之间的距离)来当作检测遮挡的依据是十分不准确的，存在漏检和误检的情况。本专利技术提出一种公交车遮挡下交通信号灯的获取方法，可起到提高道路行车安全的作用。
[0026]本专利技术在提出时面临的实现难点在于公交车和红绿灯在相对运动的情况下，如何准确、实时、动态地测量公交车后方的遮挡区域，目前常见的测距方法包括雷达测距、超声测距、激光测距等，由于上述测距方法中采用的传感器无法识别高度及角度实时变化的红绿灯，因而无法完成动态测距。在设计过程，也尝试采用立体相机、深度传感器、TOF(Time of Flight)相机等图像传感器通过完成场景的实时三维重建，虽能够从技术上实现红绿灯的动态测距。但是其缺点明显：其一、双目、深度、TOF传感器对环境条件要求苛刻，包括光照、背景复杂度等变化，使得该方法在晚上或者光线条件不佳时无法完成三维重建、从而会导致实时测距失败；其二、三维场景重建的算法复杂度高，对处理器要求高，需要额外安装高性能处理器才能完成；其三、实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种公交车遮挡交通信号灯获取方法，所述公交车上设有车机系统、前置摄像头、倒车雷达及后置显示屏，其特征在于，包括：步骤A、通过前置摄像头获取图像，并进行交通灯识别；步骤B、实时获取公交车后方的遮挡区域B1、获取前置摄像头安装位置和倒车雷达位置的高度差h1、公交车顶到倒车雷达位置的高度差h2、前置摄像头安装位置和倒车雷达位置的水平距离S0；B2、获得取前置摄像头中心点与交通灯的高度仰角α，α＝arctan(S/f)，其中f是前置摄像头成像焦距，S为交通灯的成像到像片中心水平线的垂直距离；B3、获取前置摄像头与交通灯之间的水平距离S
灯
，S
灯
＝(S
行
*tanα2)/(tanα1‑
tanα2)；获取交通灯和前置摄像头之间的垂直距离h
灯
，h
灯
＝tan(α2)*(S
行
*tanα2)/(tanα1‑
tanα2)，其中S
行
是前置摄像头两次照相的时间间隔内公交车行驶过的距离；B4、...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱禹杰，
申请(专利权)人：邱禹杰，
类型：发明
国别省市：