红绿灯识别系统

红绿灯识别系统

摘要：红绿灯判别系统主要针对红绿色盲及色弱者或者长期驾驶疲劳的驾驶员设计的系统，帮助他们在交通中很有效率地分辨红绿灯信号灯，从而减少一些交通事故的发生。主要采用的方法：首先通过图像采集及图像预处理的方法获源图像，用边缘跟踪中的方法确定红绿灯的各个灯的位置，把颜色形式从RGB红绿蓝颜色表示法转变成另外一种适当的表示方法，选择标准的RGB颜色表示法来得到红绿灯颜色。最后通过显示器显示红绿灯倒计时输出，倒计时到零的时候播报语音信息，提示驾驶员直接在车内观察红绿灯倒计时变化进而安全驾驶。

关键词：红绿灯图像处理定位系统显示模块

Traffic light recognition system

(Henan University of Science and Technology Information engineering college )

Abstract:Discriminant system mainly aimed at the traffic light red green color blindness and lubricious weak or driving fatigue of the driver design system for a long time, to help them in the traffic very efficiently distinguish the traffic signal lamp, thereby reducing the occurrence of some of the traffic accident. Mainly adopts the method: first by image acquisition and image preprocessing method of source image, with the edge of the edge tracing method to determine the location of the traffic lights all light, the color form from red, green, blue RGB color representation into another appropriate representation method, choose standard RGB color representation to get traffic light colors. The final output through the display shows the traffic lights countdown, countdown to zero when the warning indicator will ring one to three, countdown to tip the driver in the car directly observe traffic lights change to safe driving.

Key words:The traffic lights The image processing positioning system Display module

1、引言

1.1交通指示灯的发展趋势

虽说正常情况下，色盲患者不能取得驾照，但对于色弱的患者国家没有做太严格的要求。但是近几年来因为这方面的交通事故发生很频繁。对交通信号灯状态的识别，将使世界上7%-8%的色盲、色弱患者驾驶汽车成为可能，红绿灯多处于交通枢纽地带，负责指挥交通，不仅对于红绿色盲及色弱患者，而且对于正常驾驶员红绿灯识别都尤其重要。本文通过图像处理及颜色判别而设计的红绿灯自主识别系统可以很好地提醒驾驶员注意红绿灯变化，继而有望降低事故发生率。

1.2总体设计思路

本系统设计主要采用图像采集、图像预处理、红绿灯定位、颜色判别及输出显示倒计时和提醒系统等模块组成，首先用安装在车顶或者车内的摄像机对前方的场景进行实时图像采集，由于摄像机跟随汽车一起运动，因此采集到的图像要进行图像预处理以便于之后的目标提取。设计编码程序从采集到的图像中定位提取出红绿灯的位置，再定位出各个灯的坐标，然后对提取的目标进行颜色判定，将结果通过显示器输出。结果输出的形势多元化，可以用数字显示结果然后倒计时，还可以直接用声音的方式报出来来提醒驾驶员。这里可以两个方

收稿日期：2015-06-18.

收稿日期：2015-06-18.

法同时使用，不仅可以让驾驶员直接清楚地看到红绿灯时间的跳变，而且当驾驶员不注意时间时用声音提醒的方式提醒驾驶员有效的转变车的启停。

总体流程图

1.2、CCD 图像传感器

图像传感器是利用光电器件的光——电转换功能，将其感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号“图像”的一种功能器件。本文采用CCD 图像传感器，它的作用就像胶片一样，CCD 上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。其提供的画面率很高。CCD 传感器应用时是将不同的光源与透镜、镜头、光导纤维、滤光镜及反射镜等光学元件结合，主要用来装配轻型摄像机、摄像头、工业监视器。CCD 应用技术是光、机、电和计算机相结合的高新技术，作为一种非常有效的非接触检测方法，CCD 被广泛应用于线检测尺寸、位移、速度、定位和自动调焦等方面。

1.3霍夫变换思想

以直线检测为例，每个像素坐标点经过变换都变成都直线特质有贡献的统一度量，一个简单的例子如下：一条直线在图像中是一系列离散点的集合，通过一个直线的离散极坐标公式，可以表达出直线的离散点几何等式如下：X *cos(theta) + y * sin(theta) = r 其中角度theta 指r 与X 轴之间的夹角，r 为到直线几何垂直距离。任何在直线上点，x, y 都可以表达，其中 r ， theta 是常量。

公示图形

然而在实现的图像处理领域，图像的像素坐标P(x, y)是已知的，而r, theta 则是我们要寻找的变量。如果我们能绘制每个(r, theta)值根据像素点坐标P(x, y )值的话，那么就从图像笛卡尔坐标系统转换到极坐标霍夫空间系统，这种从点到曲线的变换称为直线的霍夫变换。变换通过量化霍夫参数空间为有限个值间隔等分或者累加格子。当霍夫变换算法开始，每个像素坐标点P(x, y)被转换到(r, theta )的曲线点上面，累加到对应的格子数据点，当一个波峰出现时候，说明有直线存在。同样的原理，我们可以用来检测圆，只是对于圆的参数方程变为如下等式：(x –a ) ^2 + (y-b) ^ 2 = r^2其中(a, b)为圆的中心点坐标，r 圆的半径。这样霍夫的参数空间就变成一个三维参数空间。给定圆半径转为二维霍夫参数空间，变换相对简单，也比较常用。

图像识别 图像预处理 红绿灯定位 颜色识别及输出