[发明专利]一种交通信号灯状态提示系统设计方法

说明书

本发明公开了一种交通信号灯状态提示系统设计方法。该系统包括测距单元、图像采集单元、图像识别单元、中央处理单元、信息提示单元；所述测距单元通过预先设置启动图像采集单元的距离门限值，适时启动所述图像采集单元进行图像数据采集；所述图像识别单元预存储有多种类型交通信号灯图像数据，采用模式匹配方式对图像数据进行分类，再基于颜色特征和形状特征相结合的方式进行图像识别，获取信号灯的状态；所述中央处理单元综合分析信号灯状态信息与车辆行驶状态信息，其分析结果通过信息提示单元发出提示信息。本发明提高了信号灯状态的正确识别概率，能够为驾驶员行车操控提供信息提示，并且对现有设备改造低，易推广应用。

技术领域

本发明涉及交通信号灯状态提示系统设计方法，尤其涉及一种基于图像识别的交通信号灯状态提示系统设计方法。

背景技术

交通信号灯是维护道路交通秩序和保障车辆通行安全的一种重要设施。采用红、黄、绿三种颜色信号灯来指挥车辆通行。然而，由于驾驶员疲劳驾驶、注意力不集中、视力下降等原因，经常会导致闯红灯的现象发生，给行车安全带来隐患。基于数字地图的网络导航驾驶员常用的导航手段，它会提供优选的行驶路线，提醒道路限速、道路交叉口等信息，但是，这种导航方式无法获取前方道路交叉口当前交通信号灯的状态，不能为驾驶员提供信号灯状态信息，从而使得驾驶员不能为安全通过前方路口提前预警、规划行驶方案。交通信号灯状态提示系统能够很好的解决上述问题。目前，关于交通信号灯的状态提示方法主要有两种。一种是采用组网方式，行驶车辆、交通信号灯构建一个无线局域网络，基于该网络进行信息交换，使驾驶员获知前方交通信号灯的状态信息；但是这种方式实现复杂度高，对现有设备的改造程度大，需在交通信号灯、行驶车辆上安置信号灯状态获知模块、无线收发模块、组网模块等。另一种方式是采用图像识别方式，识别交通信号灯的状态，但是由于行驶道路的背景噪声干扰复杂，如果使图像识别设备始终处于信号灯识别状态时，会导致识别信号灯状态的正确率较低，必须采取合理措施，适时启动信号灯图像识别设备。

因此，如何正确识别交通信号灯状态，为驾驶员行车操控提供信息提示，是交通信号灯状态提示系统设计方法需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提高交通信号灯状态的正确识别概率，为驾驶员行车操控提供信息提示，本发明提供了一种交通信号灯状态提示系统设计方法。在该系统设计方法中，包括测距单元、图像采集单元、图像识别单元、中央处理单元、信息提示单元；其中，

所述测距单元内置数字地图和卫星导航系统，获取车辆当前所处道路情况、位置信息和行驶速度，实时测量当前车辆与即将通过的交通信号灯之间的距离；预先设置启动图像采集单元的距离门限值，如果当前车辆与即将通过的交通信号灯之间的距离小于所述距离门限时，则启动所述图像采集单元进行图像数据采集，否则，不启动；

所述图像识别单元连接所述图像采集单元并接收其图像数据，其内预存储有多种类型交通信号灯图像数据，采用模式匹配方式对所采集的信号灯图像数据进行分类处理，再基于颜色特征和形状特征相结合的方式提取所述图像数据特征并进行图像识别，获取信号灯的状态；

所述中央处理单元与所述图像识别单元相连，并接收其信号灯状态信息，所述中央处理单元通过车载总线接口与车辆行车电脑系统相连获取车辆行驶状态信息，综合分析信号灯状态信息与车辆行驶状态信息，其分析结果通过信息提示单元发出提示信息。

进一步，在本发明所公开的技术方案中，所述启动图像采集单元的距离门限值θ与车辆行驶速度V及其刹车距D有关，并满足关系式：θ＝kD(V)，其中，D(V)表示当前车辆行驶速度V所对应的刹车距，k是安全因子，是常数项；其中，城市市区内条件下安全因子k的优选取值范围为大于1.8且小于2.5。

进一步，在本发明所公开的技术方案中，所述图像采集单元包括多个图像采集设备，所述图像采集设备分为两组，一组用于采集信号灯图像数据，另一组用于采集车辆当前行驶车道图像数据；所述车道图像数据通过所述图像识别单元进行识别，所识别的车道信息输出至中央处理单元。