[发明专利]基于GPS定位与视觉图像处理的交通信号检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于GPS定位与视觉图像处理的交通信号检测方法及系统，其方法包括以下步骤：S1：基于GPS定位信息触发视觉图像处理进程；S2：通过摄像装置获取道路前方图像，并分别送入交通灯边框定位进程和交通灯信号识别进程中；S3：检测图像中是否存在交通灯灯架，如果存在，确定其位置；S4：检测图像中是否存在交通灯信号，如果存在，确定其位置以及对应的信号模式；S5：判断灯体位置是否与灯架位置相匹配，不匹配进入步骤S6；S6：通过模式识别确定其交通灯信号，如果不存在，则返回步骤S2重新获取图像；S7：语音播送当前交通信号指示情况。该方法处理速度快，囊括场景广阔，可应用于无人驾驶或导盲系统中。

技术领域

本发明涉及信号与信息处理技术领域，具体涉及到一种基于GPS定位与视觉图像处理的交通信号检测方法及系统。

背景技术

随着当前无人驾驶以及辅助导盲系统的发展，人们对计算机视觉以及图像处理技术在交通方面的应用提出了更高的要求。红绿灯作为指示车辆以及行人出行的关键交通标志，近年来受到信息领域科研人员的广泛重视，很多基于计算机视觉以及数字图像处理技术的交通灯检测与识别算法被提出，大体分为如下四类：基于颜色分割、基于模板匹配、基于形状检测以及基于特征提取分类的方法。此外，一些基于辅助设备，比如GPS、GIS的智能系统也提供了解决该问题的新方法。

申请号为201410822929.2的中国发明专利公开了一种交通灯识别方法，该方法通过RGB空间灰度二值化和HSV颜色空间二值化方法的切换，获取二值化结果并从中提取代表交通灯信号灯亮区的连通域，设计分类器，根据提取出的连通域的数目、颜色、位置特征，得到交通灯目标的分类识别结果。

申请号为201310436336.8的发明专利公开了一种交通灯自动识别辅助驾驶系统，该系统包括布设在交通灯所安装电线杆上的驾驶辅助装置以及安装于车辆上的驾驶辅助识别仪、GPS导航仪和车速检测单元，通过驾驶辅助装置与驾驶辅助识别仪之间以无线通信方式进行双向通信从而进行交通灯的自动识别。

申请号为201510181832.2的发明专利公开了一种交通灯定位方法，该方法通过对交通灯所在的目标区域进行扩展以及二值化确定当前时间为白天还是夜晚，然后根据不同的特征进行交通灯的定位。

申请号为201510208977.7的发明专利公开了一种应用于无人驾驶汽车的交通灯快速检测算法，能够结合颜色特征与传感器数据，提高交通灯检测的精确度。

申请号为201610298509.8的发明专利公开了一种基于单目视觉和GPS组合导航系统的实时城区交通灯识别系统，该系统通过交互图像标注、相机标定、三维位置恢复等方法步骤离线创建交通灯地图，然后在感兴趣区域中利用交通灯的形态信息进行交通灯的颜色分割与形状识别。该交通灯识别系统可适应于多种不同路况和场景，实现多种环境下的交通灯稳定且长距离的检测感知。

申请号为201710043802.4的发明专利公开了一种基于先验概率图的多类交通灯检测方法及系统，采用基于学习的交通灯检测方法，通过利用交通灯的分布规律构建先验概率图，对分类阈值进行自适应设置，以解决现有技术方案往往只适用于某个特定形状交通灯和抗干扰能力差的技术问题。

上述已有的交通灯检测与识别算法均存在一定程度的问题：(1)需要的辅助感知设备过多，开发平台不够智能；(2)无法有效的理解周围环境，如十字路口的判别和定位；(3)有关图像识别算法在实际环境下的鲁棒性不足；(4)没有一个相对完整的系统框架用于智能设备，大多停留在实验室验证阶段。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于GPS定位和计算机视觉的交通灯检测与识别系统。该系统基于智能手机进行实现，通过深入研究图像处理算法以及完善系统的技术框架，解决了当前交通灯检测与识别系统准确度不高、操作复杂以及价格昂贵等缺点。

本发明采用的技术方案为：一种基于GPS定位与视觉图像处理的交通灯检测方法，其关键在于包括以下步骤：