一種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于：所述的識(shí)別系統(tǒng)包括在車輛內(nèi)后視鏡位置安裝高動(dòng)態(tài)相機(jī)，采集道路前方路面的交通標(biāo)識(shí)信息后分別從道路環(huán)境圖像中識(shí)別交通標(biāo)線、交通信號(hào)燈、交通標(biāo)志并建立相應(yīng)的時(shí)空關(guān)聯(lián)模型；由于采用上述的結(jié)構(gòu)和方法，本發(fā)明結(jié)合時(shí)間和空間關(guān)系，建立交通標(biāo)識(shí)識(shí)別結(jié)果的時(shí)空關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則，在同一圖像內(nèi)識(shí)別多種交通標(biāo)識(shí)，將多種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行融合，獲取可信的輸出結(jié)果，減少因交通標(biāo)識(shí)識(shí)別錯(cuò)誤對(duì)智能車行駛造成的影響。
【專利說(shuō)明】一種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能交通領(lǐng)域，特別涉及一種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在智能車駕駛方面，視覺(jué)傳感器因其成本低廉，識(shí)別種類多樣，因此獲得了廣泛的應(yīng)用。道路環(huán)境中的各項(xiàng)指示信息，如地面標(biāo)線，交通信號(hào)燈，交通標(biāo)志等對(duì)行車具有較強(qiáng)的指示，且它們之間設(shè)置具有較強(qiáng)的相關(guān)性。
[0003]但是目前的車輛視頻處理系統(tǒng)對(duì)道路環(huán)境的綜合信息考慮較少，沒(méi)有建立地面標(biāo)線，交通信號(hào)燈，交通標(biāo)志之間的相關(guān)性模型，大部分還是單獨(dú)識(shí)別和分析交通標(biāo)志，交通標(biāo)線，交通信號(hào)燈的信息。
[0004]在識(shí)別系統(tǒng)中建立一種合理的交通標(biāo)識(shí)的關(guān)聯(lián)模型，為智能車提供合理準(zhǔn)確的道路環(huán)境信息估計(jì)，在車輛行駛過(guò)程中減少誤操作，降低沖突信息，以讓智能車選擇合理的規(guī)貝U，進(jìn)行行駛控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng)，將多種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行融合，獲取可信的輸出結(jié)果，減少因交通標(biāo)識(shí)識(shí)別錯(cuò)誤對(duì)智能車行駛造成的影響。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述的識(shí)別系統(tǒng)包括在車輛內(nèi)后視鏡位置安裝高動(dòng)態(tài)相機(jī)，采集道路前方路面的交通標(biāo)識(shí)信息后分別從道路環(huán)境圖像中識(shí)別交通標(biāo)線、交通信號(hào)燈、交通標(biāo)志并建立相應(yīng)的時(shí)空關(guān)聯(lián)模型；
[0007]所述的關(guān)聯(lián)模型包括在檢測(cè)到導(dǎo)向交通標(biāo)志時(shí)，確認(rèn)地面上是否出現(xiàn)導(dǎo)向交通標(biāo)線，相互印證后再向車輛控制中心發(fā)送車道指示信息；在檢測(cè)到交通信號(hào)燈時(shí)，如果對(duì)應(yīng)車道的信號(hào)燈為綠色，則直接通行，否則搜索車輛前方的停止線或人行橫道線，當(dāng)搜索到時(shí)，則送控制信息發(fā)送到車輛控制中心以指示停車；在檢測(cè)到人行橫道交通標(biāo)志時(shí)，確認(rèn)前方路面上是否有人行橫道線和停止線，當(dāng)有相應(yīng)的道路交通標(biāo)線時(shí)，輸出需要減速信息給控制中心；在檢測(cè)到停交通標(biāo)志或交通標(biāo)線時(shí)，確認(rèn)前方路面上是否有人行橫道線和停止線，當(dāng)出現(xiàn)相應(yīng)的道路交通標(biāo)線時(shí)，輸出停車信息給控制中心；在檢測(cè)到指示單行的交通標(biāo)志時(shí)，并確認(rèn)是否行駛在正確的單行車道內(nèi)，此時(shí)，發(fā)送車輛不能轉(zhuǎn)向信息。
[0008]所述的識(shí)別系統(tǒng)對(duì)于交通標(biāo)線的識(shí)別首先將圖像進(jìn)行逆投影變換，將圖像轉(zhuǎn)換為俯視圖；在小鄰域內(nèi)計(jì)算分割閾值，然后用閾值分割出亮度較高的區(qū)域，獲得圖像內(nèi)的交通標(biāo)線感興趣區(qū)域；對(duì)交通標(biāo)線感興趣進(jìn)行分析，根據(jù)交通標(biāo)線的特性，去除噪聲點(diǎn)的干擾；對(duì)道路中的直線進(jìn)行擬合，獲得平行的車道線，而導(dǎo)向交通標(biāo)線則根據(jù)其相對(duì)位置，大小，比例關(guān)系等信息進(jìn)行區(qū)分，人行橫道線根據(jù)二值圖像的雙極性特征進(jìn)行有效判斷。
[0009]所述的識(shí)別系統(tǒng)對(duì)于交通信號(hào)燈的識(shí)別首先針對(duì)交通信號(hào)燈的燈板顏色，對(duì)輸入圖像進(jìn)行顏色分割。根據(jù)燈板的形態(tài)信息，定位燈板感興趣區(qū)域的位置；在燈板感興趣區(qū)域上，將圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間中，然后在Cb和Cr顏色通道分別分割出紅色和綠色的感興趣區(qū)域。根據(jù)交通信號(hào)燈的形態(tài)，燈在燈板中的相對(duì)位置來(lái)判斷是否為交通信號(hào)燈區(qū)域；將符合交通信號(hào)燈形態(tài)特征的感興趣區(qū)域彩色圖像灰度化，歸一化。然后提取6個(gè)方向和6個(gè)尺度的Gabor小波特征，并用二維獨(dú)立分量分析方法，降低特征的維數(shù)；送入最近鄰分類器中，以分類出交通信號(hào)燈的方向和形狀信息；最后將交通信號(hào)燈的狀態(tài)信息輸出到無(wú)人車的控制單元中。
[0010]所述的識(shí)別系統(tǒng)對(duì)于交通標(biāo)志的識(shí)別首先將圖像進(jìn)行顏色變換，凸顯出交通標(biāo)志的區(qū)域，并對(duì)交通標(biāo)志的特征顏色進(jìn)行分割；然后根據(jù)交通標(biāo)志的形態(tài)和形狀特性，尋找和定位交通標(biāo)志的感興趣區(qū)域；提取交通標(biāo)志感興趣的特征，并去除相關(guān)性強(qiáng)的冗余特征；對(duì)交通標(biāo)志特征與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)特征進(jìn)行比對(duì)，識(shí)別交通標(biāo)志的類型信息及表示含義，并排除一些誤檢的非交通標(biāo)志干擾；交通標(biāo)志跟蹤，建立多目標(biāo)跟蹤模型，在連續(xù)序列中跟蹤交通標(biāo)志的位置，尺度，面積等信息。判斷識(shí)別目標(biāo)的連續(xù)性；最后將準(zhǔn)確的交通標(biāo)志類型輸出。
[0011]一種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng)，由于采用上述的結(jié)構(gòu)和方法，本發(fā)明結(jié)合時(shí)間和空間關(guān)系，建立交通標(biāo)識(shí)識(shí)別結(jié)果的時(shí)空關(guān)聯(lián)準(zhǔn)則，在同一圖像內(nèi)識(shí)別多種交通標(biāo)識(shí)，將多種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行融合，獲取可信的輸出結(jié)果，減少因交通標(biāo)識(shí)識(shí)別錯(cuò)誤對(duì)智能車行駛造成的影響。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明；
[0013]圖1為本發(fā)明一種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖；
[0014]圖2為本發(fā)明一種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng)中交通標(biāo)線的識(shí)別過(guò)程；
[0015]圖3為本發(fā)明一種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng)中交通信號(hào)燈的識(shí)別過(guò)程；
[0016]圖4為本發(fā)明一種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng)中交通標(biāo)志的識(shí)別過(guò)程。

【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，本發(fā)明從安裝于車輛內(nèi)后視鏡后側(cè)的相機(jī)上，獲取車輛行駛過(guò)程中車輛前方的外部道路環(huán)境圖像。在車輛內(nèi)后視鏡位置安裝高動(dòng)態(tài)相機(jī)，采集道路前方路面的交通標(biāo)識(shí)信息(包括交通標(biāo)線，交通標(biāo)志，交通信號(hào)燈)。分別從道路環(huán)境圖像中識(shí)別各類交通標(biāo)識(shí)。
[0018]如圖2所示，本識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別交通標(biāo)線的過(guò)程為:
[0019](I)將圖像進(jìn)行逆投影變換，將圖像轉(zhuǎn)換為俯視圖；
[0020](2)在小鄰域內(nèi)計(jì)算分割閾值，然后用閾值分割出亮度較高的區(qū)域，獲得圖像內(nèi)的交通標(biāo)線感興趣區(qū)域。
[0021](3)對(duì)交通標(biāo)線感興趣進(jìn)行分析，根據(jù)交通標(biāo)線的特性，去除噪聲點(diǎn)的干擾。
[0022](4)對(duì)道路中的直線進(jìn)行擬合，獲得平行的車道線，而導(dǎo)向交通標(biāo)線則根據(jù)其相對(duì)位置，大小，比例關(guān)系等信息進(jìn)行區(qū)分。而人行橫道線則可以根據(jù)二值圖像的雙極性特征進(jìn)行有效判斷。
[0023]如圖3所示，本識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別交通信號(hào)燈的過(guò)程為:
[0024](I)針對(duì)交通信號(hào)燈的燈板顏色，對(duì)輸入圖像進(jìn)行顏色分割。根據(jù)燈板的形態(tài)信息，定位燈板感興趣區(qū)域的位置；
[0025](2)在燈板感興趣區(qū)域上，將圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間中，然后在Cb和Cr顏色通道分別分割出紅色和綠色的感興趣區(qū)域。根據(jù)交通信號(hào)燈的形態(tài)，燈在燈板中的相對(duì)位置來(lái)判斷是否為交通信號(hào)燈區(qū)域；
[0026](3)將符合交通信號(hào)燈形態(tài)特征的感興趣區(qū)域彩色圖像灰度化，歸一化。然后提取6個(gè)方向和6個(gè)尺度的Gabor小波特征，并用二維獨(dú)立分量分析方法，降低特征的維數(shù)；
[0027](4)送入最近鄰分類器中，以分類出交通信號(hào)燈的方向和形狀信息；
[0028](5)最后將交通信號(hào)燈的狀態(tài)信息輸出到無(wú)人車的控制單元中。
[0029]如圖4所示，本識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別交通標(biāo)志的過(guò)程為:
[0030](I)將圖像進(jìn)行顏色變換，凸顯出交通標(biāo)志的區(qū)域，并對(duì)交通標(biāo)志的特征顏色進(jìn)行分割。然后根據(jù)交通標(biāo)志的形態(tài)和形狀特性，尋找和定位交通標(biāo)志的感興趣區(qū)域；
[0031](2)提取交通標(biāo)志感興趣的特征(Gabor，DT-CffT等)，并去除相關(guān)性強(qiáng)的冗余特征；
[0032](3)對(duì)交通標(biāo)志特征與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)特征進(jìn)行比對(duì)，識(shí)別交通標(biāo)志的類型信息及表示含義，并排除一些誤檢的非交通標(biāo)志干擾；
[0033](4)交通標(biāo)志跟蹤，建立多目標(biāo)跟蹤模型，在連續(xù)序列中跟蹤交通標(biāo)志的位置，尺度，面積等信息。判斷識(shí)別目標(biāo)的連續(xù)性；
[0034](5)最后將準(zhǔn)確的交通標(biāo)志類型輸出。
[0035]在車輛行駛的道路上，出現(xiàn)的交通標(biāo)識(shí)種類繁多:信號(hào)燈，車道線，導(dǎo)向地面標(biāo)記，交通標(biāo)志導(dǎo)向箭頭，人行橫道線，停止線，人形橫道標(biāo)志等一些交通標(biāo)識(shí)。這些交通標(biāo)識(shí)可以通過(guò)相互印證來(lái)確定交通標(biāo)識(shí)的識(shí)別結(jié)果是否正確，并給出關(guān)鍵的交通標(biāo)識(shí)輸出信息。
[0036]一般情況下，最先檢測(cè)到的會(huì)是交通標(biāo)志的信息，而后出現(xiàn)的會(huì)是交通標(biāo)線和交通信號(hào)燈信息。針對(duì)一些對(duì)行車影響較大的交通標(biāo)識(shí)關(guān)聯(lián)情況，建立下面常用的交通標(biāo)識(shí)間的關(guān)聯(lián)模型準(zhǔn)則:
[0037](I)當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前圖像幀中有導(dǎo)向交通標(biāo)志時(shí)，則在后續(xù)圖像幀中確認(rèn)地面上是否出現(xiàn)導(dǎo)向交通標(biāo)線，并確定所處的車道位置，相互印證后向車輛控制中心發(fā)送車道指示信息和具體的車道行駛位置。
[0038](2)當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前圖像幀中有交通信號(hào)燈時(shí)，如果對(duì)應(yīng)車道的信號(hào)燈為綠色，則直接通行，否則在接下來(lái)的圖像幀中搜索車輛前方的停止線或人行橫道線，當(dāng)搜索到停止線或人行橫道線時(shí)，則送控制信息發(fā)送到車輛控制中心以指示停車。
[0039](3)當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前圖像幀中有人行橫道交通標(biāo)志時(shí)，在接下來(lái)的圖像幀中確認(rèn)前方路面上是否有人行橫道線和停止線，當(dāng)有相應(yīng)的道路交通標(biāo)線時(shí)，輸出需要減速信息給控制中心。
[0040](4)當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前圖像幀中有“?！苯煌?biāo)志或交通標(biāo)線時(shí)，在接下來(lái)的圖像幀中確認(rèn)前方路面上是否有人行橫道線和停止線，當(dāng)出現(xiàn)相應(yīng)的道路交通標(biāo)線時(shí)，輸出停車信息給控制中心。
[0041](5)當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前圖像幀中有指示單行的交通標(biāo)志時(shí)，并在接下來(lái)的圖像幀中確認(rèn)是否行駛在正確的單行車道內(nèi)，此時(shí)，發(fā)送車輛不能轉(zhuǎn)向信息。
[0042]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述的識(shí)別系統(tǒng)包括在車輛內(nèi)后視鏡位置安裝高動(dòng)態(tài)相機(jī)，采集道路前方路面的交通標(biāo)識(shí)信息后分別從道路環(huán)境圖像中識(shí)別交通標(biāo)線、交通信號(hào)燈、交通標(biāo)志并建立相應(yīng)的時(shí)空關(guān)聯(lián)模型； 所述的關(guān)聯(lián)模型包括在檢測(cè)到導(dǎo)向交通標(biāo)志時(shí)，確認(rèn)地面上是否出現(xiàn)導(dǎo)向交通標(biāo)線，相互印證后再向車輛控制中心發(fā)送車道指示信息；在檢測(cè)到交通信號(hào)燈時(shí)，如果對(duì)應(yīng)車道的信號(hào)燈為綠色，則直接通行，否則搜索車輛前方的停止線或人行橫道線，當(dāng)搜索到時(shí)，則送控制信息發(fā)送到車輛控制中心以指示停車；在檢測(cè)到人行橫道交通標(biāo)志時(shí)，確認(rèn)前方路面上是否有人行橫道線和停止線，當(dāng)有相應(yīng)的道路交通標(biāo)線時(shí)，輸出需要減速信息給控制中心；在檢測(cè)到停交通標(biāo)志或交通標(biāo)線時(shí)，確認(rèn)前方路面上是否有人行橫道線和停止線，當(dāng)出現(xiàn)相應(yīng)的道路交通標(biāo)線時(shí)，輸出停車信息給控制中心；在檢測(cè)到指示單行的交通標(biāo)志時(shí)，并確認(rèn)是否行駛在正確的單行車道內(nèi)，此時(shí)，發(fā)送車輛不能轉(zhuǎn)向信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述的識(shí)別系統(tǒng)對(duì)于交通標(biāo)線的識(shí)別首先將圖像進(jìn)行逆投影變換，將圖像轉(zhuǎn)換為俯視圖；在小鄰域內(nèi)計(jì)算分割閾值，然后用閾值分割出亮度較高的區(qū)域，獲得圖像內(nèi)的交通標(biāo)線感興趣區(qū)域；對(duì)交通標(biāo)線感興趣進(jìn)行分析，根據(jù)交通標(biāo)線的特性，去除噪聲點(diǎn)的干擾；對(duì)道路中的直線進(jìn)行擬合，獲得平行的車道線，而導(dǎo)向交通標(biāo)線則根據(jù)其相對(duì)位置，大小，比例關(guān)系等信息進(jìn)行區(qū)分，人行橫道線根據(jù)二值圖像的雙極性特征進(jìn)行有效判斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述的識(shí)別系統(tǒng)對(duì)于交通信號(hào)燈的識(shí)別首先針對(duì)交通信號(hào)燈的燈板顏色，對(duì)輸入圖像進(jìn)行顏色分割。根據(jù)燈板的形態(tài)信息，定位燈板感興趣區(qū)域的位置；在燈板感興趣區(qū)域上，將圖像從RGB空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間中，然后在Cb和Cr顏色通道分別分割出紅色和綠色的感興趣區(qū)域。根據(jù)交通信號(hào)燈的形態(tài)，燈在燈板中的相對(duì)位置來(lái)判斷是否為交通信號(hào)燈區(qū)域；將符合交通信號(hào)燈形態(tài)特征的感興趣區(qū)域彩色圖像灰度化，歸一化。然后提取6個(gè)方向和6個(gè)尺度的Gabor小波特征，并用二維獨(dú)立分量分析方法，降低特征的維數(shù)；送入最近鄰分類器中，以分類出交通信號(hào)燈的方向和形狀信息；最后將交通信號(hào)燈的狀態(tài)信息輸出到無(wú)人車的控制單元中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交通標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述的識(shí)別系統(tǒng)對(duì)于交通標(biāo)志的識(shí)別首先將圖像進(jìn)行顏色變換，凸顯出交通標(biāo)志的區(qū)域，并對(duì)交通標(biāo)志的特征顏色進(jìn)行分割；然后根據(jù)交通標(biāo)志的形態(tài)和形狀特性，尋找和定位交通標(biāo)志的感興趣區(qū)域；提取交通標(biāo)志感興趣的特征，并去除相關(guān)性強(qiáng)的冗余特征；對(duì)交通標(biāo)志特征與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)特征進(jìn)行比對(duì)，識(shí)別交通標(biāo)志的類型信息及表示含義，并排除一些誤檢的非交通標(biāo)志干擾；交通標(biāo)志跟蹤，建立多目標(biāo)跟蹤模型，在連續(xù)序列中跟蹤交通標(biāo)志的位置，尺度，面積等信息。判斷識(shí)別目標(biāo)的連續(xù)性；最后將準(zhǔn)確的交通標(biāo)志類型輸出。
【文檔編號(hào)】G06K9/62GK104361350SQ201410604927
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】谷明琴, 陳效華, 王海, 孫銳 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司