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一种汽车路口转向信息的扑捉方法

阅读：1041发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种汽车路口转向信息的扑捉方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且技术领域：交通管理设备本装置是由每辆行驶车辆顶端安装的三只转向指示灯、路口侧边安装的数据采集摄像机及连接在摄像机之后的前端处理器三部分所组成。在路口侧边安装的数据采集摄像机除正常输出标准视频信号之外还从机内分别引出红(R)、绿(G)、兰(B)三种彩色分量信号送入前端信号处理部分。前端信号处理部分通过对所摄的视频图像中各行扫描线上图像信号波形进行分析可以对所摄图像进行无用信号排除；对打开转向灯的车辆进行测量计算出该车辆距停车线距离；识别车辆所开转向灯的颜色，进而判定出其转向要求，再将驶近路口车辆信息整理后送入路口计算机主机进行智能化管理。，下面是一种汽车路口转向信息的扑捉方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种《一种汽车路口转向信息的扑捉方法》其特征在于：本装置是由每辆行驶车辆顶端安装的三只转向指示灯、路口侧边安装的数据采集摄像机(6)及连接在摄像机之后的前端处理器(7)三部分所组成。
2.根据权利要求1所述的《一种汽车路口转向信息的扑捉方法》，其特征在于：在路口侧边安装的数据采集摄像机，机除正常输出标准视频信号之外还从机内分别引出红(R)、绿(G)、兰(B)三种彩色分量信号送入前端信号处理部分(7)。
3.根据权利要求1所述的《一种汽车路口转向信息的扑捉方法》，其特征在于：在汽车上部由左向右依次安装三只顶灯，其电源与现有车辆转向灯连接，打开左向灯车顶左边兰灯亮，打开右转向灯车顶右边黄灯亮，平时白灯常亮作为路口直行的标志。
4.根据权利要求1所述的《一种汽车路口转向信息的扑捉方法》，其特征在于：前端处理器自摄像机引入的红(R)、绿(G)、兰(B)3基色的3路分量信号首先经过前端处理器内的杂波排除电路将非所需的杂波信号滤除，有用的红(R)、绿(G)、兰(B)3基色的3路分量信号分别送入距离判别、转向灯颜色判别部分进行距离确定，路口车辆转向要求判别，再将这两项结果进行数据统计，最后通过输出口将经前端处理器处理后的数据(S)送往路口控制计算机(见图1中S、TV)。
5.根据权利要求1所述的《一种汽车路口转向信息的扑捉方法》，其特征在于：标准视频信号中自上向下的行扫描线为625行，去掉最上方的15条扫描线和最下方的10条扫描线利用中间所剩的600条扫描线为有效扫描线，将图像中上端的第16行扫描线平行对准路口停车白线的前沿那么整个道路被600条的扫描线平均分割，即每两条扫描线的间距在实际道路上为0.1米，当得知某条扫描线中出现转向灯信号时，利用0.1米×(N号扫描线-15)＝＝M实际距离，便可判定出距停车线M米处有车辆准备转向。
6.根据权利要求1、4项所述的《一种汽车路口转向信息的扑捉方法》，其特征在于：前端处理器利用观察红(R)、绿(G)、兰(B)三种彩色分量信号，当在同一行扫描线中只有兰(B)色信号亮度波形时即刻判定该车开启蓝色转向灯准备向左转；当在同一行扫描中只有红(R)、绿(G)、色亮度信号波形时即可判定该车黄色转向灯亮准备向右转；当在同一行扫描波形中红(R)、绿(G)、兰(B)三种亮度信号波形同时存在时即可判定该车白色转向灯亮准备直行。
7.根据权利要求1、5项所述的《一种汽车路口转向信息的扑捉方法》，其特征在于：为使摄像机第16行扫描线(H)与路口行车道上的白色停车线前沿重合，路口正向摄像机(11)需上下倒向安装在路口的高架上，路口侧向摄像机(6、9)需要侧向安装在路边的支架之上。
8.根据权利要求1、6项所述的《一种汽车路口转向信息的扑捉方法》，其特征在于：车辆转向灯的亮度信号在行扫描线上是一个短小连续的亮度信号，而广告信号由于是由多个文字组成所以由于文字间存在间距所以它的亮度信号在行扫描线上是一个较长且顶端呈非连续性的亮度信号，以此特征便可区分两者信号。
9.根据权利要求1项所述的《汽车路口转向信息的扑捉装置》，其特征在于：为减少无用信息的采集这里用遮光板在摄像机的镜头前遮挡住除行驶车道以外部分的画面。
10.针对特种车辆——可使转向灯有规律的闪烁形成编码信号告知路口智能控制计算机进行控制。

说明书全文

一种汽车路口转向信息的扑捉方法

[0001] 技术领域：交通管理设备

[0002] 技术背景：通过红绿灯控制交叉路口车辆有序通过是一种最常用的交通管理办法，但根据车流转向需求利用计算机进行智能控制的技术却遇到车辆转向需求数据统计方面的困难。有些方案提出由行驶车辆主动发出电子信号的方法但因单车改造成本较高，还牵涉到数亿台现存车辆其改造工程过于庞大，如果不改造车辆只设路口监控设施收集信息又涉及到复杂的技术问题，即使利用现有的图形识别技术也因运算过程复杂，成本高昂而很难大规模使用。

[0003] 为此我们发明了《一种汽车路口转向信息的扑捉方法》。

[0004] 发明内容：本装置是由每辆行驶车辆顶端安装的三只转向指示灯、路口侧边安装的数据采集摄像机(6)及连接在摄像机之后的前端处理器三部分所组成(见图1)。

[0005] 在路口侧边安装的数据采集摄像机，机除正常输出标准视频信号之外还从机内分别引出红(R)、绿(G)、兰(B)三种彩色分量信号送入前端信号处理部分(7)。

[0006] 前端信号处理部分通过对所摄的视频图像中各行扫描线上图像信号波形进行分析可以对所摄图像进行：无用杂波信号排除；对打开转向灯的车辆进行测量计算出该车辆距停车线的距离；识别车辆所开转向灯的颜色进而判定出其转向要求；再将整理后的驶近交叉路口的车辆信息进行初步整理后送入路口智能控制计算机对路口交通指示灯进行智能化管理。附图说明

[0007] 图1《：一种汽车路口转向信息的扑捉方法》总图

[0008] 图2：数据判别部分框图

[0009] 图3；正向、侧向安装的摄像机与行驶车道的位置关系

[0010] 图4：摄像机行扫描线与道路停车线的位置关系

[0011] 图4-A：正向倒装摄像机行扫描线与停车线的对应关系

[0012] 图4-B：路边侧装摄像机行扫描线与停车线的对应关系

[0013] 图5：车辆黄、蓝、白转向灯判别

[0014] 图5-A：行扫描线黄色信号判别波形

[0015] 图5-B：行扫描线兰色信号判别波形

[0016] 图5-C：行扫描线白色信号判别波形

[0017] 图6：黄色转向灯信号与黄色横幅文字类广告的区分

[0018] 图6-A：正常黄色指示灯波形

[0019] 图6-B：黄色横幅文字类广告的波形

[0020] 图中：1.行驶车辆、2.黄色右转向灯、3.白色直行转向灯、4.兰色左转向灯、 5.车辆原有转向灯、6.路侧方摄像机、7.前端信号处理部分、8.车辆行驶方向、9.侧方第2台摄像机、10.路口停车线、11.路口正向摄像机、12.道路行驶白线、13.侧方摄像机中心线与行驶道路的夹角∠β、14.第116行扫描线及其中间的兰色转向灯信号脉冲、15.行扫描线及其扫描方向.

[0021] 具体实施方式：这里以监控路口自停车线起始60米路段为例。在汽车上部由左向右依次安装三只顶灯这里以兰、白、黄三色灯为例，其电源与现有车辆转向灯连接，打开左向灯车顶左边兰灯亮，打开右转向灯车顶右边黄灯亮，平时白灯常亮作为路口直行的标志。(见图1).

[0022] 在路口侧边安装的摄像机除将正常的标准视频图像信号(TV)通过输出口送往路口控制计算机外，还分别引出红(R)、绿(G)、兰(B)3基色的3路分量信号，并将这3路信号送入前端处理器(7)。

[0023] 在前端处理器(7)内设有同步信号发生器、将行(H)、场(V)同步信号送往摄像机(6)、行扫描计数器、行扫描计数器输出所选中行扫描线的号数将其控制脉冲送入距离判别、转向灯颜色判别部分供其对相应行扫描线上的亮度信号脉冲进行识别及处理。

[0024] 前端处理器(7)自摄像机引入的红(R)、绿(G)、兰(B)3基色的3路分量信号首先经过前端处理器内的杂波信号排除电路将非所需的杂波信号滤除，有用的红(R)、绿(G)、兰(B)3基色的3路分量信号分别送入距离判别、转向灯颜色判别部分进行距离确定，路口车辆转向要求判别，再将这两项结果进行数据统计，最后通过输出口将经前端处理器处理后的数据(S)送往路口控制计算机(见图1中S、TV)。

[0025] 前端处理器利用电视测量技术可以测定出每辆车顶转向灯到停车线的距离，具体做法：

[0026] 标准视频信号中自上向下的行扫描线为625行，去掉最上方的15条扫描线和最下方的10条扫描线利用中间所剩的600条扫描线为有效扫描线，将图像中上端的第16行扫描线平行对准路口停车白线的前沿那么整个60米的道路被600条的扫描线平均分割，即每两条扫描线的间距在实际道路上为0.1米，当得知某条扫描线(如在第116行扫描线)中出现转向灯信号时，利用0.1米×(N号扫描线-15)＝＝M实际距离，便可判定出距停车线M米处有车辆准备转

[0027] 向。0.1米X(116行-16行)＝＝10米，便可判定出距停车线N米(10米) 处有车辆准备转向。

[0028] 前端处理器利用观察红(R)、绿(G)、兰(B)三种彩色分量信号，当在同一行扫描线中只有兰(B)色信号亮度波形时即可判定该车开启蓝色转向灯准备向左转；当观察红(R)、绿(G)、兰(B)三种彩色分量信号，当在同一行扫描线中只有兰(B)色信号亮度波形时即刻判定该车开启蓝色转向灯准备向左转；当在同一行扫描中只有红(R)、绿(G)、色亮度信号波形时即可判定该车黄色转向灯亮准备向右转；当在同一行扫描波形中红(R)、绿(G)、兰(B) 三种亮度信号波形同时存在时即可判定该车白色转向灯亮准备直行。

[0029] 为避开阳光直射及反射的影响路口安装的数据采集摄像机可以安装在监视道路的两侧及前后方向。

[0030] 为使摄像机第16行扫描线(H)与路口行车道上的白色停车线前沿重合，路口正向摄像机(11)需上下倒向安装在路口的高架上(见图4-A)，路口侧向摄像机(6、9)需要侧向安装在路边的支架之上(见图4-B)。

[0031] 为减少数据处理量在摄像机镜头需前设置2块遮挡板用以遮挡行车道以外部分的画面。

[0032] 前端处理器杂波排除部分用以下方法进行杂波排除：

[0033] 排除大光源干扰——当某一信号在行扫描线中占据过宽的时间延迟或上下占据过多的行扫描线时即可判定为非正常信号予以排除。

[0034] 强光源排除——行扫描线上亮度信号超过阈值即可排除滤掉。

[0035] 其他颜色排除——建立黄、兰、白信号专用通道，排除其他颜色信号。

[0036] 同颜色车顶广告排除——有些出租车装有黄色横条广告顶灯在其无法变更顶灯颜色的情况下也可利用视频图像处理技术将其删除。车辆转向灯的亮度信[0037] 号在行扫描线上是一个短小连续的亮度信号，而上述的广告信号由于是由多个文字组成所以由于文字间存在间距所以它的亮度信号在行扫描线上是一个较长且顶端呈非连续性的亮度信号，以此特征便可区分两者信号。

[0038] 为进一步加强两种信号的区别可以强制性的要求在广告显示时在文字语句左起第三第六个字位不显示文字，在该位只以短下划线表示以此进一步加大两者的区别。

[0039] 针对特种车辆——可使转向灯有规律的闪烁形成编码信号告知路口智能控制计算机进行控制。

[0040] 在路口侧边安装的数据采集摄像(6)机并不是安装在垂直于所涉区域的中间垂直位置而是向后略微错偏一个角度∠β(13)以避开汽车前大灯直接照射的影响(见图3)。

[0041] 为避免大型车辆的车身遮挡身后小型车辆的车顶转向灯可以沿行车道侧面增加机位，设置2台以上摄像机以减小拍摄死角(见图2中的摄像机(6)、摄像机(9))。

[0042] 本套数据采集装置还可如样安装在距路口停车线60至120米的路段作为采集即将驶入车辆数据采集使用。

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