[发明专利]一种基于滤光片的红绿灯识别方法

权利要求书

1.一种基于滤光片的红绿灯识别方法，其特征在于：在两台相机上分别安装红色滤光片和绿色滤光片，所述两台相机的光轴平行；识别红绿灯时，根据采集到的红绿灯图像，提取图像中的连通域，以每一个连通域作为红绿灯识别的候选区域，然后通过红绿灯在图像中所占像素面积的范围或者红绿灯在图像中的位置或者候选区域的占空比或者极线约束判断红绿灯。

2.如权利要求1所述的一种基于滤光片的红绿灯识别方法，其特征在于：所述两台相机安装在连接件上，以对两台相机进行调整，保证两台相机的光轴平行。

3.如权利要求1所述的一种基于滤光片的红绿灯识别方法，其特征在于：在进行红绿灯识别之前，首先通过棋盘格标定板标定出两台相机的内参和外参。

4.如权利要求1所述的一种基于滤光片的红绿灯识别方法，其特征在于：在进行红绿灯识别之前，首先调整相机镜头的焦距和光圈，保证自然环境下的红绿灯能够清晰成像。

5.如权利要求4所述的一种基于滤光片的红绿灯识别方法，其特征在于：调整相机镜头的焦距和光圈后，关闭相机的自动曝光和自动增益功能，使图像整体亮度大幅下降。

6.如权利要求1所述的一种基于滤光片的红绿灯识别方法，其特征在于：所述相机的采集帧率设定为10～20fps。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的一种基于滤光片的红绿灯识别方法，其特征在于：根据面积判断红绿灯的方法为：红绿灯在图像所占像素由以下公式求得：

d=fDZc,f=f0dx]]>

其中，d是图像中红绿灯区域的直径，单位像素，f是相机的等效焦距，f₀是相机镜头的实际焦距，d_x是相机CCD的尺寸；根据已知的相机参数，便可估算出相机在距离红绿灯Z_c时，红绿灯在图像中的外接矩形区域和面积大小，从而确定在有效识别距离内，红绿灯在图像中所占像素面积的范围，以此为判别依据，便可以排除过大和过小的候选区域。

8.如权利要求1至6中任意一项所述的一种基于滤光片的红绿灯识别方法，其特征在于：根据位置判断红绿灯的方法为：

城市交通场景中的红绿灯一般安置在道路两旁，且有一定的高度，以车载相机的视角观察，红绿灯应该在图像的上方，即红绿灯区域的中心的像素坐标(x,y)应满足如下约束：0<x<width0<y<height/2,]]>其中width，height分别为图像的宽和高。

9.如权利要求1至6中任意一项所述的一种基于滤光片的红绿灯识别方法，其特征在于：根据占空比与圆度判断红绿灯的方法为：

候选区域的占空比为：其中，S为候选区域的面积，S_r为候选区域的外接矩形的面积；候选区域的圆度为：其中，L是候选区域的周长；

对于箭头形状的红绿灯，占空比为：

10.如权利要求1至6中任意一项所述的一种基于滤光片的红绿灯识别方法，其特征在于：根据极线约束判断红绿灯的方法为：当两台相机平行放置时，两台相机之间的基线距离为b，设P点在两台相机上投影点分别为p₁,p₂，则两个投影点之间的视差为：当相机与目标之间的距离Z有一定的取值范围，表示红绿灯识别方法有效识别距离，因此△u也存在一定的取值范围；对于图像上的每个候选区域，在中心附近选取若干个关键点分别求这些关键点在另一相机图像上的对应点的坐标如果即对应点在二值图上为亮点，这说明该候选区域对应的目标不可能是红灯或者绿灯，应该被排除。