一种道路交通标志自动识别系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种道路交通标志自动识别装置，包括图像采集接收装置、图像处理装置以及图像提醒装置，所述的图像采集接收装置、图像处理装置以及图像提醒装置依次相连；所述的图像采集接收装置为摄像部件，所述图像处理装置是车载电脑，所述提醒装置为语音播放器。本实用新型专利技术的道路交通标志自动识别装置，投资费用少、识别精度高适于广泛推广。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及于汽车领域，尤其涉及汽车在行驶过程中对交通标志识别的领 域。
技术介绍
道路交通标志和标线是用图案、符号、文字传递交通管理信息，用以管制及引导交 通的一种安全管理设施。交通安全一直是交通运输、交通运行、交通运营中的重点。现今汽 车上的主动安全和被动安全装置也一直在研究，但对交通标志的自动识别，目前在使用的 汽车上很少见到或是几乎没有。因此，需要在汽车上安装交通标志自动识别的装置，来增加 交通运行的安全性。目前，对交通标志识别有两种方式，一种是交通标志的自动提示，将无线信号发射 器设置在交通标志牌上，无线信号接收器设置在驾驶员端，无线信号发射器在一定半径范 围内不断发出对应特征信号电磁波，车辆进入无线信号发射器的作用范围后，无线信号接 收器收到特征信号电磁波，由单片机进行比较，根据对应的交通标志的信号，从语音存贮电 路中选出语音数据并进行播放，驾驶员即使无法观察交通标志牌也能得到准确及时的提 示，实现上述方式通过一个无线信号接收器和无线信号发射器构成，无线信号接收器与一 个单片机相连，单片机与语音存贮电路相连，语音存贮电路与语音功率放大电路相连，单片 机中储存有任意一个无线信号发射器的信号特征数据。这种方式虽然有助于提高道路交通 安全，但是对于众多的道路交通标志，需要耗资很多，而且对离得近的交通标志识别时会出 现相互干扰的现象。另一种道路交通标志的检测，通过分析道路交通标志的基本颜色和基本几何形 状，提出颜色形状对、并根据颜色形状对构造了道路交通标志的颜色与几何形状的关系模 型，利用该模型对交通标志进行检测。该方式仅仅从提取了交通标志的颜色和形状，并没有 对周围环境进行分析对比，容易造成误判断。
技术实现思路
本技术的目的是在于提供一种投资费用少、识别精度高的道路交通标志自动 识别装置。为了实现上述技术任务，本技术采用如下技术方案予以实现—种道路交通标志自动识别装置，包括图像采集接收装置、图像处理装置以及图 像提醒装置，其特征在于所述的图像采集接收装置、图像处理装置以及图像提醒装置依次 相连；所述的图像采集接收装置为摄像部件，所述图像处理装置是车载电脑，所述提醒装置 为语音播放器。本技术的其他技术特点为所述的摄像部件为照相机或数码摄像机。所述的摄像部件安装在汽车右倒后镜的支架上。本技术与现有技术相比具有以下优点(1)成本低。本装置只使用摄像头、单片机以及语音提醒装置，不需要很多的费用。(2)使用方便。本装置只要安装在车体前部，通过CAN总线将其所测到的信息，及 道路交通标志反馈到语音提醒装置，这样不会因为传感器数量增加而使车载繁重。( 3 )自动提醒。本装置检测到道路交通标志后，经过单片机控制，语音提醒装置 提示驾驶员前方有XX交通标志，请注意驾驶之类的语音。这样，驾驶员会提前做好相应 的准备。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为系统流程图。图3为本技术的硬件安装图。图4为本技术针对矩形和正三角形的掩膜。其中图如为针对矩形的掩膜， 图4b为针对三角形的掩膜。图中各数字表征以下含义，1-语音提示装置，2-车载电脑，3-摄像头。以下结合附图对本技术的具体内容作进一步详细说明。具体实施方式参见图1-图4，本技术的道路交通标志自动识别装置，包括图像采集接收装 置、图像处理装置以及图像提醒装置，其中图像采集接收装置、图像处理装置以及图像提醒 装置依次相连；所述的图像采集接收装置为摄像部件，所述图像处理装置是车载电脑，所述 提醒装置为语音播放器。本技术采用一个摄像头、一台车载电脑和一个语音播放器。 由摄像头采集道路周边环境信息，车载电脑处理采集到的信息，最后由语音播放器给驾驶 员以相应的提示。由于摄像头采集的是整个周边环境，车载电脑先用SVF (Simple Vector Filter)算法按照颜色对图像进行初步分割。颜色分为双色和单色。单色常出现在物体的 轮廓部分，因此用SVF提取颜色，去除轮廓信息。SVF是基于RGB (红、蓝、绿)体系的。单色 的计算式为.(lred - Ereewl -- bluel - IWiie — redh ,,、result = -_-_！~！^_!_!_L (l)当result>=l为彩色，result<l为单色。Red、Green、Blue分别为亮度分量，D是 单色提取系数，这里取20。该算法主要用于标志轮廓以及去除背景部分。道路交通标志主要有三种颜色红、黄、蓝。这三种颜色在理想状态下可取极值 (255，0，0)、(255，255，0)、(0，0，255)。同时，绿色素也会被保留，需要进一步排除。由于绿色的R、G、B分量在不同光照条件下波动较大，但三分量之间的关系相对稳 定，因此，排除条件为这样，绿色区域被排除。由于不同的标志检测在不同颜色的像素上进行，需要将SVF分割出来的感兴趣区 域分割为红、黄、蓝三部分。按如下定义进行分割Red-Green>50为红色；Red_Blue>80且 Green>80 为黄色；Blue-Red>85 且 Blue>100 为蓝色。之后是去噪声工作，由于黄色和蓝色呈块状分布，去噪声后可以很好的保留特征。 但是红色为环形区域，远距离时目标较小，容易被作为噪声去掉，所以在去噪声的时候对红 色予以保留。在对交通标志粗分割之后，边缘检测将不同形状的标志区分出来。其中，拐角提取 法是很重要的一种方法。拐角是矩形标志和三角形标志的特征。本算法对一种图形只提取 一类特征拐角。基于自上而下、自左而右的扫描方法，在图形不大幅旋转的条件下，首先扫 描到的应该是左上角的顶点，采用左上角掩膜，如图4所示，矩形和三角形的算法相类似， 这里以矩形举例介绍。全图操作如下(1)使用左上角掩膜对未处理的蓝色像素点进行卷积，当卷积值大于预先给定的 阈值，则认为该点为所求的拐点；(2)从拐角处沿水平方向进行扫描，直到无法找到蓝色像素点，记录此时的偏移 量，若超过最小长度，则记录为长，否则返回；(3)同理，从拐角处沿竖直方向开始扫描，直到无法找到蓝色像素，记录此时的偏 移量，若超过最小宽度，记为宽，否则返回；(4)验证，a)长与宽的比例不应该超过确定范围，b)该区域内不该再有白色和蓝 色以外的颜色；(5)若条件满足则认为该处是矩形交通标志，将区域内全部的点标记为已处理，返 回(1)直到扫描结束。拐角处理后，还有圆形边缘检测。圆形检测方法如下(1)自上而下，自左而右扫描全图。若点M为未处理A特征点，则沿M点对角线方 向向右向下搜索直到超过预定义的标志大小阈值；(2)若发现特征点a)判断其处于圆中或圆周，确定圆心位置和半径大小，b)验 证根据上一步骤所确定的圆心及半径大小在一定范围内搜索B类特征点，若其中一个方 位搜索到一定量特征点，则认为搜索到的图形为圆，将区域中所有的点标记为已处理，否则 拒绝；(3)继续搜索直到扫描结束。这样，图像处理结束，并用处理后的结果来控制语音提醒装置，使语音提醒装置在 不同的道路交通标志下用相应的语音提示驾驶员。本技术的语音提醒装置可以用蜂鸣器，也可以用语音播放器，蜂鸣器声音太 单调，不能对多种道路信息进行区分提示，所以选择用语音播放器，这样，在不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种道路交通标志自动识别装置，包括图像采集接收装置、图像处理装置以及图像提醒装置，其特征在于：所述的图像采集接收装置、图像处理装置以及图像提醒装置依次相连；所述的图像采集接收装置为摄像部件，所述图像处理装置是车载电脑，所述提醒装置为语音播放器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩毅，王恒凯，毛锦，李兆凯，孙纯，于鹏程，任德锟，宋殿明，吴付威，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：实用新型
国别省市：87