一种具备汽车远光灯检测功能的交通信号控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及交通信号控制设备的技术领域，尤其涉及的是一种具备汽车远光灯检测功能的交通信号控制系统。
【背景技术】
[0002]《道路交通安全法》第四十八条规定，通过有交通信号控制的交叉路口，转弯时不能使用远光灯。在国内城市，由于汽车不按照规定使用远光灯导致人员伤亡事故屡有发生。据初步估计，超三成夜间交通事故的罪魁祸首是违法使用远光灯所致，因此杜绝远光灯违法使用的交通违法事件已刻不容缓。目前交叉口传统的交通信号控制机仅仅能提供交通信号控制和视频监控，并不具备远光灯检测的功能，因此无法对违法使用远光灯的行为进行遏制。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种具备汽车远光灯检测功能的交通信号控制系统，以克服目前交通信号控制机无遏制违法使用远光灯行为的技术问题。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0005]一种具备汽车远光灯检测功能的交通信号控制系统，包括:
[0006]监控摄像头:与主控模块连接，用于采集交叉路口的视频信息，并发送给主控模块；
[0007]驱动模块:与主控模块通过CAN总线连接；
[0008]主控模块:用于控制驱动模块驱动外部红绿黄灯交替工作，同时，根据监控摄像头采集的视频信息，提取视频信息的每帧图像，并对每一帧图像依次进行远光灯检测，若连续多帧图像被判定为远光灯，则保留该多帧图像所对应的视频信息，然后提取该对应的视频信息中的车牌号信息和颜色信息，上传至后端服务器，作为交警处罚和教育的依据。
[0009]主控模块中，对每一帧图像进行远光灯检测的方法，包括以下步骤:
[0010]步骤SlOl:对每一帧图像进行二值化处理，并提取车前灯团块，然后再对车前灯团块图像进行投影处理；
[0011]步骤S102:将步骤SlOl提取的车前灯团块大小与设定的车前灯团块大小阈值进行比较；对于大于设定阈值的，对车前灯团块进行Laplace变换处理，得出特征尺度大小；对于小于设定阈值的，判定为非远光灯，并返回步骤S101，继续下一帧图像的处理；
[0012]步骤S103:将步骤S102得出的特征尺度大小与设定的特征尺度阈值进行比较；对于大于设定阈值的，计算车前灯团块周边的衍射特征大小；对于小于设定阈值的，判定为非远光灯，并返回步骤S101，继续下一帧图像的处理；
[0013]步骤S104:将步骤S103得出的衍射特征大小与设定的衍射特征阈值进行比较，对于大于阈值的，判定为远光灯，对于小于阈值的，判定为非远光灯，并返回步骤SlOl，继续下一帧图像的处理。
[0014]所述步骤SlOl中，对图像进行二值化处理后，再进行初始滤波和消除噪声处理，然后提取车前灯团块。
[0015]主控模块中，所述提取视频中的车牌号信息和颜色信息的方法，包括以下步骤:
[0016]步骤S201:颜色识别:建立车辆颜色特征值数据库，提取判定为远光灯的车前灯团块所对应的整车团块，去除背景噪声后，获得违规车辆图像，提取违规车辆图像的颜色特征值，与车辆颜色特征值数据库中的车辆颜色数据比对，获得车辆颜色信息；
[0017]步骤S202:定位车牌区域:将违规车辆图像转化为灰度图像，利用中值滤波方法对灰度图像进行预处理，获得预处理图像，再利用二值化处理和形态学处理方法，从预处理图像中定位出车牌区域；
[0018]步骤S203:车牌倾斜矫正:对定位的车牌区域进行旋转矫正和去边缘处理，得到处理后车牌区域；
[0019]步骤S204:字符分割:采用垂直投影法，对处理后车牌区域进行字符分割处理，得到7个字符块，去除每个字符块中上下左右边界处像素点的像素值恒定的条带，得到紧缩后的字符块，并将紧缩后的字符块利用插值方法缩放至宽为H/2个像素点、高为H个像素点，得到待识别的字符块；
[0020]步骤S205:字符识别:建立字符样本数据库，将待识别的字符块与字符样本数据库对比，进行字符识别，并输出识别结果。
[0021]上述步骤S205中，建立字符样本数据库的方法，包括以下步骤:
[0022]步骤S301:采集车牌样本图像，将车牌样本图像转化为灰度图像，利用中值滤波方法对该灰度图像进行预处理；
[0023]步骤S302:将步骤S301预处理后的图像进行去边缘处理；
[0024]步骤S303:采用垂直投影法将步骤S302去边缘处理后的图像进行字符分隔处理，得到7个字符块，去除每个字符块中上下左右边界处像素点的像素值恒定的条带，得到紧缩后的字符块，将紧缩后的样品字符块利用插值方法缩放至宽为H/2个像素点、高为H个像素点，得到样本字符块，将样本字符块与其实际字符数字匹配，建立字符样本数据库。
[0025]所述驱动模块包括主驱动电路、继电器和黄闪驱动电路，所述黄闪驱动电路和主驱动电路的CAN总线接口同时连接至主控模块的CAN总线接口，所述黄闪驱动电路的信号控制端通过继电器连接至主驱动电路的使能端，所述主驱动电路包括三个信号输出端，分别连接至交通信号灯的红绿黄灯，所述黄闪驱动电路的信号输出端连接至交通信号灯的黄灯。
[0026]所述驱动模块还包括若干隔离电路，所述主驱动电路的三个信号输出端分别通过三个隔离电路与交通信号灯的红绿黄灯连接，所述黄闪驱动电路的信号输出端通过另一隔离电路与交通信号灯的黄灯连接。
[0027]本发明相比现有技术具有以下优点:本发明提供的一种具备汽车远光灯检测功能的交通信号控制系统，该交通信号控制系统能够对通过交叉口的车辆进行违法使用远光灯的驾驶车辆的车牌和颜色信息进行自动识别，并发布处罚通知信息，能够很好地起到警告及遏制违法使用汽车远光灯的行为，也减少了交通事故的发生。
【附图说明】
[0028]图1为本发明的交通信号控制机的整体电路结构框图；
[0029]图2为远光灯检测方法流程图；
[0030]图3为提取视频中的车牌号信息和颜色信息的方法流程图；
[0031]图4为建立字符样本数据库的方法流程图。
【具体实施方式】
[0032]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0033]实施例1
[0034]本发明提供了一种具备汽车远光灯检测功能的交通信号控制系统，具有如图1?4所述的结构，包括:
[0035]监控摄像头:与主控模块连接，用于采集交叉路口的视频信息，并发送给主控模块；
[0036]驱动模块:包括主驱动电路、继电器、黄闪驱动电路和若干光电耦合隔离电路，所述主驱动电路和黄闪驱动电路均由STM32F103芯片及其外围电路组成，所述光电耦合隔离电路为美国摩托罗拉公司生产的型号为M0C3061的光电耦合器，所述主驱动电路和黄闪驱动电路的STM32F103芯片的CAN总线接口同时连接至主控模块的EM9281-ARM9芯片的CAN总线接口，所述黄闪驱动电路的STM32F103芯片的一通用I/O接口通过继电器连接至主驱动电路的STM32F103芯片的使能端，所述主驱动电路的STM32F103芯片的三个通用I/O接口分别通过三个M0C3061光电耦合器连接至交通信号灯的红绿黄灯，控制红绿黄灯交替工作，所述黄闪驱动电路的STM32F103芯片的另一通用I/O接口通过另一 M0C3061光电耦合器连接至交通信号灯的黄灯。
[0037]主控模块:用于控制驱动模块驱动外部红绿黄灯交替工作，同时，根据监控摄像头采集的视频信息，提取视频信息的每帧图像，并对每一帧图像依次进行远光灯检测，若连续多帧图像被判定为远光灯，则保留该多帧图像所对应的视频信息，然后提取该对应的视频信息中的车牌号信息和颜色信息，上传至后端服务器，作为交警处罚和教育的依据。
[0038]如图2所示，主控模块中，对每一帧图像进行远光灯检测的方法，包括以下步骤:
[0039]步骤SlOl:对每一帧图像进行二值化处理，并进行初始滤波和消除噪声处理，然后提取车前灯团块，对车前灯团块图像进行投影处理；
[0040]步骤S102:将步骤SlOl提取的车前灯团块大小与设