專利名稱：一種基于機(jī)器視覺的駕駛員啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間的檢測(cè)方法
一種基于機(jī)器視覺的駕駛員啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間的檢測(cè)方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是一種基于機(jī)器視覺的駕駛員啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間的檢測(cè)方法，屬于智能交通行業(yè)的交通信息檢測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市交通量越來越多，交通擁堵越來越嚴(yán)重。交通擁堵帶來了嚴(yán)重的社會(huì)問題。緩解交通擁堵是城市面臨的重大問題之一。交通信號(hào)控制是緩解交通擁堵的基本方法之一。
交通信號(hào)控制是在平面交叉口通過調(diào)整交叉口的信號(hào)配時(shí)把可能發(fā)生沖突的車流從時(shí)空上分離，減少車輛在路口的延誤時(shí)間和停車次數(shù)，減小城市交通路網(wǎng)上的交通延誤，提高道路的通行能力，是城市交通管理的有效手段。信號(hào)配時(shí)是根據(jù)交叉口的形狀和特點(diǎn)，依據(jù)交通流量的大小配置信號(hào)燈的周期長、各種色燈的響應(yīng)時(shí)間(綠信比)、全紅時(shí)間、 信號(hào)燈的轉(zhuǎn)換與車輛起動(dòng)的損失時(shí)間等等使全體車輛在交叉口的等待的時(shí)間盡可能短。車輛起動(dòng)的損失時(shí)間與駕駛員啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間密切相關(guān)。因此，對(duì)駕駛員啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間的檢測(cè)與研究對(duì)于交通信號(hào)配時(shí)具有重要的意義。
駕駛員啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間是指駕駛員看到綠燈開始點(diǎn)亮到車輛開始啟動(dòng)所需要的時(shí)間。駕駛員啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間一般包括腦處理時(shí)間、肢體運(yùn)動(dòng)時(shí)間和設(shè)備反應(yīng)時(shí)間。目前，對(duì)駕駛員啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間的檢測(cè)主要是在實(shí)驗(yàn)室或人工在道路交叉口進(jìn)行檢測(cè)。這兩種方法都有其缺點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)不能完全模擬實(shí)際路口，駕駛員事先知道在實(shí)驗(yàn)測(cè)量，因此不能準(zhǔn)確反映駕駛員對(duì)綠燈的實(shí)際反應(yīng)行為。在道路交叉口通過人工測(cè)量由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的干擾，誤差難以避免。因此，需要一種在實(shí)際道路交叉口自動(dòng)檢測(cè)駕駛員啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間的方法或技術(shù)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有方法實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)或人工在道路交叉口檢測(cè)的不足，提出了一種對(duì)稱相位下基于機(jī)器視覺的燈控交叉口處駕駛員啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間的檢測(cè)方法，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如附圖
I所示的整體技術(shù)方案，具體實(shí)現(xiàn)方法如下
一、綠燈點(diǎn)亮?xí)r刻的檢測(cè)。首先，在視頻圖像序列上選擇紅燈區(qū)域和綠燈區(qū)域，如附圖2所示，該區(qū)域在圖像中的位置是固定不變的。從紅燈和綠燈區(qū)域提取RGB信息。第 k幀圖像上像素(i，j)的R，G，B值分別是R(i，j, k), G(i, j, k)和B(i，j, k)。然后，在紅燈亮?xí)r計(jì)算紅燈區(qū)域的平均紅色分量；在綠燈熄滅時(shí)計(jì)算綠燈區(qū)域的平均綠色分量，并從m幀視頻圖像序列中選擇紅燈區(qū)域的平均紅色分量的最小值，綠燈區(qū)域的平均綠色分量的最大值。最后，根據(jù)紅燈區(qū)域的平均紅色分量值的變化和綠燈區(qū)域的平均綠色分量值的變化來檢測(cè)綠燈的起始時(shí)刻。在整個(gè)處理過程中，檢測(cè)并計(jì)算每一幀圖像的紅燈區(qū)的平均紅色分量值和綠燈區(qū)的平均綠色分量值
權(quán)利要求
1 一種在燈控交叉口駕駛員啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間的檢測(cè)方法，主要采用機(jī)器視覺來進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于，依次含有以下步驟1)綠燈點(diǎn)亮?xí)r刻的檢測(cè)；首先，在視頻圖像序列上選擇紅燈區(qū)域和綠燈區(qū)域，該區(qū)域在圖像中的位置是固定不變的；從紅燈和綠燈區(qū)域提取RGB信息；第k幀圖像上像素(i，j) 的R，G，B值分別是R(i，j, k), G(i, j, k)和B(i，j, k);然后，在紅燈亮?xí)r計(jì)算紅燈區(qū)域的平均紅色分量；在綠燈熄滅時(shí)計(jì)算綠燈區(qū)域的平均綠色分量，并從m幀視頻圖像序列中選擇紅燈區(qū)域的平均紅色分量的最小值及=#，綠燈區(qū)域的平均綠色分量的最大值G^uoff ;最后，根據(jù)紅燈區(qū)域的平均紅色分量值的變化和綠燈區(qū)域的平均綠色分量值的變化來檢測(cè)綠燈的起始時(shí)刻；在整個(gè)處理過程中，檢測(cè)并計(jì)算每一幀圖像的紅燈區(qū)的平均紅色分量值和綠燈區(qū)的平均綠色分量值/7⑷=士 Σ 仲'./，々)G(k) = \； Σ (狀./，幻yuj^-Zg一旦紅燈區(qū)域的平均紅色分量值小于(瓦)，并且綠燈區(qū)的平均綠色分量值大于(泛—+&)，這意味著綠燈開始；綠燈由滅到亮的那一幀記為Ng，幀Ng是綠燈起始時(shí)刻；S i和S2是修正系數(shù)，取3-8 ；2)車輛啟動(dòng)時(shí)刻的檢測(cè)；車輛啟動(dòng)的意思是車輛從靜止?fàn)顟B(tài)開始運(yùn)動(dòng)；車輛啟動(dòng)的檢測(cè)需要從給定的視頻序列中找到車輛從靜止?fàn)顟B(tài)開始運(yùn)動(dòng)的那一幀；采用幀差法來檢測(cè)車輛的啟動(dòng)；從攝像機(jī)輸入的圖像用IK(B(X，y，k-l)表示；x，y表示像素，k表示第k幀；當(dāng)前幀嚴(yán)B(x，y, k)減去前一幀嚴(yán)B(x，y, k-1)得到一個(gè)幀差，即Fegb (x, y, k)= Iegb (x, y, k)- Iegb (x, y, k-1)首先，對(duì)幀差Fra(X，y, k)進(jìn)行灰度變換、中值濾波、二值化得到圖像G(X，y，k)，在圖像G(x，y，k)上車道停車線附近選擇運(yùn)動(dòng)車輛檢測(cè)區(qū)Gvdlic;le(X，y，k)，對(duì)運(yùn)動(dòng)車輛檢測(cè)區(qū) Gvehicle(x, y, k)中的非O像素進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)數(shù)值用m(k)表示，它作為一個(gè)幀差特征；" (々)=Σ dy』){χ,γ )^Vehcle然后，根據(jù)m(k)和閾值Tm來檢測(cè)車輛的啟動(dòng)，Tm取值為180-210，當(dāng)且僅當(dāng)運(yùn)動(dòng)車輛檢測(cè)區(qū)的非O像素的數(shù)量m(k)大于閾值\時(shí)，才意味著車輛開始啟動(dòng)；在整個(gè)處理過程中，檢測(cè)并計(jì)算每一幀圖像的運(yùn)動(dòng)車輛檢測(cè)區(qū)的非O像素的數(shù)量，一旦運(yùn)動(dòng)車輛檢測(cè)區(qū)的非O像素的數(shù)量大于閾值τπ，這意味著車輛開始啟動(dòng)；車輛從靜止?fàn)顟B(tài)開始運(yùn)動(dòng)的那幀記為Νν，幀Nv是車輛的啟動(dòng)時(shí)刻；3)駕駛員啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間PRT的計(jì)算；駕駛員啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間PRT等于車輛啟動(dòng)幀Nv與綠燈起始幀Ng之差除以視頻圖像的幀率K ;駕駛員啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間PRT根據(jù)如下公式計(jì)算N —N PRT = -——I。
全文摘要
一種基于機(jī)器視覺的駕駛員啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間的檢測(cè)方法，屬于智能交通行業(yè)的交通信息檢測(cè)領(lǐng)域。本發(fā)明首先檢測(cè)綠燈點(diǎn)亮?xí)r刻。在視頻圖像序列的紅燈和綠燈區(qū)域提取RGB信息。根據(jù)紅燈區(qū)域的平均紅色分量值的變化和綠燈區(qū)域的平均綠色分量值的變化來檢測(cè)綠燈的起始時(shí)刻。其次，檢測(cè)車輛啟動(dòng)時(shí)刻。采用幀差法來檢測(cè)車輛的啟動(dòng)。對(duì)攝像機(jī)輸入的圖像進(jìn)行幀差，并進(jìn)行灰度變換、中值濾波、二值化，之后對(duì)運(yùn)動(dòng)車輛檢測(cè)區(qū)中的非0像素進(jìn)行計(jì)數(shù)，作為一個(gè)幀差特征。根據(jù)該幀差特征來檢測(cè)車輛的啟動(dòng)時(shí)刻。最后，計(jì)算駕駛員啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間。本發(fā)明在實(shí)際道路交叉口架設(shè)攝像機(jī)拍攝視頻圖像，采用機(jī)器視覺方法計(jì)算駕駛員的啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)間，避免了人工誤差，提高了準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)A61B5/18GK102908154SQ201210442668
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者李振龍, 張劍坤, 榮建 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)