交通灯识别系统的制作方法

本发明涉及交通领域，尤其涉及一种交通灯识别系统。

背景技术：

色盲人士由于无法识别交通灯，而导致无法考取驾照或是影响正常出行。在可见度低的情况下，肉眼无法看清楚交通灯的颜色，易出现交通事故。伴随着在采集了大量图片数据后又没有很好地应用的问题，同时基于节能环保省电考虑又同时解决电子产品续航的问题。

技术实现要素：

本发明为了解决色盲人士由于无法识别交通灯，而导致无法考取驾照或是影响正常出行、在可见度低的情况下肉眼无法看清楚交通灯颜色的问题，随着在采集了大量图片数据后又没有很好地应用的问题，同时基于节能环保省电考虑又同时解决电子产品续航的问题。

为了达到上述目的，本发明提供交通灯识别系统，包括行驶车辆，还包括，眼镜、集成元器件；所述集成元器件包括光学传感器、微型处理器、信号输入模块、信号输出模块；

所述行驶车辆的顶端装有所述集成元器件；所述眼镜上装有蓝牙集成音频播放器、显示装置及电池；

所述集成元器件中的所述光学传感器的输出端与所述微型处理器的输入端连接；所述微型处理器的输出端与所述信号输入模块的输入端连接；所述信号输入模块的输出端与所述信号输出模块的输入端连接；所述信号输出模块与所述眼镜无线连接；

所述行驶车辆的微型处理器预先内置常用交通灯图形数据库；在车辆距离前方交通灯的距离小于第一预设距离，行驶车辆顶端上的所述光学传感器采集前方交通灯的图像，采集前方交通灯的rgb影像，识别当前交通灯的状态信息，并通过蓝牙将所述识别当前交通灯的状态信息发送给所述眼镜，所述眼镜将当前交通灯的状态信息转换为对应的图形界面播放及对应的语音信息播放；

其中，通过gps定位结合行驶车辆的导航数据，在距离下一交通灯路口超过第二预设距离时，调节所述集成元器件为待机模式；待距离下一交通灯路口小于第一预设距离时，切换为工作模式并开始采集交通灯的图像；

其中，所述行驶车辆包括远程无线充电装置，在所述集成元器件待机状态下时为所述集成元器件的电池充电增加续航，同时对所述眼镜的电池持续充电；

其中，将所述识别当前交通灯的状态信息与当前时间匹配后上传至交管部门，与交管部门的交通灯系统进行配时比对，以判断交通灯的准确度；通过大量数据对比在误差超过一定阈值时，提前预警提前维修对应交通灯。

在一种优选的实施方式中，所述第一预设距离为10～15米；所述第二预设距离为2000米及以上；所述第三预设距离为100～500米。

在一种优选的实施方式中，采集前方交通灯的rgb影像，识别当前交通灯的状态信息包括读取所述rgb影像数组第三位，为1时表示所述前方交通灯的rgb影像是英文字符r，为2时表示英文字符g，为3时表示英文字符y。

在一种优选的实施方式中，采集前方交通灯的rgb影像，识别当前交通灯的状态信息还包括，以字符方式确定当前的交通信号指示灯的指示灯类型字符，所述字符方式为以英文字符r代表红灯、y代表黄灯、g代表绿灯的方式确定所述前方红、黄、绿灯的种类。

在一种优选的实施方式中，语音信息播放，具体工作过程为：所述蓝牙集成音频播放器及显示装置中预设了交通灯的三种语音信息播放，图像识别出来为红灯，则触发语音信息播放当中对应的开关，播报目前是红灯；图像识别出来为绿灯，则触发语音信息播放当中对应的开关，播报目前是绿灯；图像识别出来为黄灯，则触发语音信息播放当中对应的开关，播报目前是黄灯。

在一种优选的实施方式中，语音信息播放中还包括，语音播报交通灯颜色对应行进方向的指示。

在一种优选的实施方式中，语音信息播放的同时，将交通灯的状态一一对应到行驶车辆显示屏中显示的交通灯图形中进行显示。

由上述内容可知，本发明的有益效果在于，解决了色盲人士由于无法识别交通灯，而导致无法考取驾照的困扰，并且色盲人士可以正常出行。

在可见度低的情况下，本发明提供的交通灯识别系统可以识别肉眼无法看清楚交通灯的颜色，减少交通事故的发生，保障了人的生命安全，同时也为驾车出行提供了便利。本发明还可减少交管部门对于交通灯维护监控的压力同时避免由于交通灯损坏造成交通事故的风险，同时节能环保又省电还能解决电子产品续航的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施方式中，交通灯识别系统的功能模块图；

图2为本发明一种实施方式中，交通灯识别系统的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。由于附图1架构比较简单故未结合标号描述。

参见附图1-2，本发明的一种实施方式中，提供的交通灯识别系统，包括行驶车辆，还包括，眼镜、集成元器件。集成元器件包括光学传感器、微型处理器、信号输入模块、信号输出模块。行驶车辆的顶端装有集成元器件，眼镜上装有蓝牙集成音频播放器及显示装置。

行驶车辆顶端的集成元器件中的光学传感器的输出端与微型处理器的输入端连接，行驶车辆顶端的微型处理器的输出端与信号输入模块的输入端连接，信号输入模块的输出端与信号输出模块的输入端连接，信号输出模块的输出端与眼镜蓝牙集成音频播放器及显示装置连接。

色盲人员驾驶车辆上的上述微型处理器预先内置常用交通灯图形数据库，在车辆即将经过前方交通信号灯前十米处，前方交通灯与车辆上的处理器中的交通灯图形数据库快速比对，找出目前正在观察的交通灯。

其中，通过gps定位结合行驶车辆的导航数据，在距离下一交通灯路口超过2000米及以上时，调节集成元器件为待机模式；待距离下一交通灯路口小于200米时，切换为工作模式。以此通过定位信息实现待机及工作模式的切换实现节能省电。

解决续航问题时，行驶车辆包括远程无线充电装置，在集成元器件待机状态下时为集成元器件的电池充电增加续航，同时对眼镜的电池持续充电。

在合理利用采集的相关数据时，将识别当前交通灯的状态信息与当前时间匹配后上传至交管部门，与交管部门的交通灯系统进行配时比对，以判断交通灯的准确度；通过大量数据对比在误差超过一定阈值时，提前预警提前维修对应交通灯，减少交管部门对于交通灯维护监控的压力同时避免由于交通灯损坏造成交通事故的风险。

交通灯识别系统具体工作过程为：行驶车辆顶端上的光学传感器拍到前方交通灯的图像，采集前方交通信号灯的rgb影像。将光学传感器采集前方交通信号灯的rgb影像通过输出端发送给微型处理器输入端，与微型处理器预先内置的常用交通灯图形数据库中的红、黄、绿灯颜色模板比对，读取前方交通信号灯的rgb影像数组，读取rgb影像数组的第三位，为1时表示前方交通信号灯的rgb影像是英文字符r，为2时表示英文字符g，为3时表示英文字符y，通过此方式判断出前方红黄绿灯的交通信号指示，交通信号指示通过微型处理器输出端发送给信号输入模块输入端。行驶车辆顶端上的光学传感器拍到前方交通灯的图像并采集交通信号灯的rgb影像，进而判断出前方红黄绿灯的交通信号指示，此过程用到了色彩识别算法，此算法工作过程如下：

将待识别图像进行去噪处理,得到预处理图像。另外，可以将去噪处理后的图像转换为rgb空间的图像。对于将待识别图像转换为rgb空间的图像，此时从人眼的识别程度来看，转换前后的图像完全没有区别，转换的目的是可以降低计算机识别色彩的难度，使算法可以在色彩较少的空间里识别颜色。

对预处理图像进行边缘检测，得到边缘像素点。

对于人眼察觉不到的颜色，大部分都存在于图像的边缘部分，因此需要检测出图像的边缘像素点以进行后续处理。图像边缘检测为现有技术，此处不做详细介绍。

根据所述边缘像素点确定第一区域。

具体地，将边缘像素点为中心，周围预设像素数以外的区域确定为第一区域。例如，检测到边缘像素点后，以边缘像素点为中心，取预设像素数为3，则将边缘像素点周围3×3像素点的区域视为边缘像素点区域，边缘像素点区域以外的区域确定为第一区域，也就是非边缘像素点区域。可以将边缘像素点区域的rgb颜色值设置为(255,255,255)，便于后续处理非边缘像素点。

计算所述第一区域内任意两种颜色的颜色值的距离。

例如，可以将rgb空间的所有颜色的颜色值转换为lab空间的颜色值，然后再计算任意两种颜色值的欧氏距离。转换之后每种颜色的像素数不变。lab色彩空间比rgb色彩空间更接近人类视觉。在rgb色彩空间上进行计算，可以最大限度的满足颜色识别的前提，即识别出符合人眼识别的颜色数。在非边缘像素点区域内，按照颜色值由多到少的顺序计算lab空间的任意两种颜色的颜色值的距离。根据公式按照颜色值由多到少的顺序计算第一区域内任意两种颜色的lab值(l1*，a1*，b1*)和(l2*，a2*，b2*)的距离，其中，l1*，a1*，b1*和l1*，a1*，b1*分别为两种颜色的lab色彩空间的三个通道的值。lab，hsb，yuv等色彩空间都是人眼能够感知的色彩空间。

将所述距离小于预设的第一阈值的两种颜色确定为一组相似颜色。

例如，预设的第一阈值为0.004，当lab色彩空间上的两种颜色(l1*，a1*，b1*)和(l2*，a2*，b2*)的距

离δe*ab＝(l2*-l1*)2+(a2*-a1*)2+(b2*-b1*)2<0.004,]]>则(l1*，a1*，b1*)和(l2*，a2*，b2*)为一组相似颜色。需要说明的是，利用不同色彩空间的颜色值计算距离，衡量颜色相似程度的预设阈值不同。

将每组相似颜色中像素数较多的颜色识别为目标颜色。

例如，一组相似颜色的lab值分别为(l1*，a1*，b1*)和(l2*，a2*，b2*)，对应的像素数分别为c1*和c2*(c1*﹥c2*)，则最终识别出的目标颜色为lab值为(l1*，a1*，b1*)的颜色。

将每组相似颜色的像素数之和设置为所述目标颜色的像素数。

如步骤106中的例子，最终识别出的目标颜色的lab值为(l1*，a1*，b1*)，像素数为c1*+c2*。从而判断出前方交通信号指示，并发送给信号输入模块输入端。

信号输入模块输入端接收到的经过色彩识别算法处理的前方红黄绿灯的交通信号指示，以英文字符r代表红灯、y代表黄灯、g代表绿灯的方式确定所述前方红、黄、绿灯的种类，进而确定所述交通信号指示为何种信号指示灯，通过信号输入模块输出端发送给信号输出模块输入端。信号输出模块输出端通过蓝牙将信号指示灯的信息发送给眼镜的蓝牙集成音频播放器及显示装置，蓝牙集成音频播放器及显示装置中预设了交通灯的三种显示语音播报，图像识别出来为红灯，则触发语音播报当中对应的开关，播报目前是红灯。图像识别出来为绿灯，则触发语音播报当中对应的开关，播报目前是绿灯。图像识别出来为黄灯，则触发语音播报当中对应的开关，播报目前是黄灯。同时将交通灯的状态一一对应到车辆显示屏中显示的交通灯图形中，即如果交通灯目前状态为从左至右为红灯、绿灯、黄灯，则车辆显示器上交通灯图形依次按照顺序显示为r/g/y。此时，语音则播报交通灯颜色加上行进方向的指示，如直行绿灯通行、左转道红灯停车。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。