專利名稱：一種基于機器視覺的駕駛員啟動反應時間的檢測方法
一種基于機器視覺的駕駛員啟動反應時間的檢測方法技術領域
本發(fā)明是一種基于機器視覺的駕駛員啟動反應時間的檢測方法，屬于智能交通行業(yè)的交通信息檢測領域。
背景技術：
隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市交通量越來越多，交通擁堵越來越嚴重。交通擁堵帶來了嚴重的社會問題。緩解交通擁堵是城市面臨的重大問題之一。交通信號控制是緩解交通擁堵的基本方法之一。
交通信號控制是在平面交叉口通過調整交叉口的信號配時把可能發(fā)生沖突的車流從時空上分離，減少車輛在路口的延誤時間和停車次數(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。信號配時是根據(jù)交叉口的形狀和特點，依據(jù)交通流量的大小配置信號燈的周期長、各種色燈的響應時間(綠信比)、全紅時間、 信號燈的轉換與車輛起動的損失時間等等使全體車輛在交叉口的等待的時間盡可能短。車輛起動的損失時間與駕駛員啟動反應時間密切相關。因此，對駕駛員啟動反應時間的檢測與研究對于交通信號配時具有重要的意義。
駕駛員啟動反應時間是指駕駛員看到綠燈開始點亮到車輛開始啟動所需要的時間。駕駛員啟動反應時間一般包括腦處理時間、肢體運動時間和設備反應時間。目前，對駕駛員啟動反應時間的檢測主要是在實驗室或人工在道路交叉口進行檢測。這兩種方法都有其缺點實驗室檢測不能完全模擬實際路口，駕駛員事先知道在實驗測量，因此不能準確反映駕駛員對綠燈的實際反應行為。在道路交叉口通過人工測量由于現(xiàn)場環(huán)境的干擾，誤差難以避免。因此，需要一種在實際道路交叉口自動檢測駕駛員啟動反應時間的方法或技術。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有方法實驗室檢測或人工在道路交叉口檢測的不足，提出了一種對稱相位下基于機器視覺的燈控交叉口處駕駛員啟動反應時間的檢測方法，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如附圖
I所示的整體技術方案，具體實現(xiàn)方法如下
一、綠燈點亮時刻的檢測。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，在紅燈亮時計算紅燈區(qū)域的平均紅色分量；在綠燈熄滅時計算綠燈區(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綠燈的起始時刻。在整個處理過程中，檢測并計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
權利要求
1 一種在燈控交叉口駕駛員啟動反應時間的檢測方法，主要采用機器視覺來進行檢測，其特征在于，依次含有以下步驟1)綠燈點亮時刻的檢測；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，在紅燈亮時計算紅燈區(qū)域的平均紅色分量；在綠燈熄滅時計算綠燈區(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綠燈的起始時刻；在整個處理過程中，檢測并計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是綠燈起始時刻；S i和S2是修正系數(shù)，取3-8 ；2)車輛啟動時刻的檢測；車輛啟動的意思是車輛從靜止狀態(tài)開始運動；車輛啟動的檢測需要從給定的視頻序列中找到車輛從靜止狀態(tài)開始運動的那一幀；采用幀差法來檢測車輛的啟動；從攝像機輸入的圖像用IK(B(X，y，k-l)表示；x，y表示像素，k表示第k幀；當前幀嚴B(x，y, k)減去前一幀嚴B(x，y, k-1)得到一個幀差，即Fegb (x, y, k)= Iegb (x, y, k)- Iegb (x, y, k-1)首先，對幀差Fra(X，y, k)進行灰度變換、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動車輛檢測區(qū)Gvdlic;le(X，y，k)，對運動車輛檢測區(qū) Gvehicle(x, y, k)中的非O像素進行計數(shù)，計數(shù)數(shù)值用m(k)表示，它作為一個幀差特征；" (々)=Σ dy』){χ,γ )^Vehcle然后，根據(jù)m(k)和閾值Tm來檢測車輛的啟動，Tm取值為180-210，當且僅當運動車輛檢測區(qū)的非O像素的數(shù)量m(k)大于閾值\時，才意味著車輛開始啟動；在整個處理過程中，檢測并計算每一幀圖像的運動車輛檢測區(qū)的非O像素的數(shù)量，一旦運動車輛檢測區(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；車輛從靜止狀態(tài)開始運動的那幀記為Νν，幀Nv是車輛的啟動時刻；3)駕駛員啟動反應時間PRT的計算；駕駛員啟動反應時間PRT等于車輛啟動幀Nv與綠燈起始幀Ng之差除以視頻圖像的幀率K ;駕駛員啟動反應時間PRT根據(jù)如下公式計算N —N PRT = -——I。
全文摘要
一種基于機器視覺的駕駛員啟動反應時間的檢測方法，屬于智能交通行業(yè)的交通信息檢測領域。本發(fā)明首先檢測綠燈點亮時刻。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綠燈的起始時刻。其次，檢測車輛啟動時刻。采用幀差法來檢測車輛的啟動。對攝像機輸入的圖像進行幀差，并進行灰度變換、中值濾波、二值化，之后對運動車輛檢測區(qū)中的非0像素進行計數(shù)，作為一個幀差特征。根據(jù)該幀差特征來檢測車輛的啟動時刻。最后，計算駕駛員啟動反應時間。本發(fā)明在實際道路交叉口架設攝像機拍攝視頻圖像，采用機器視覺方法計算駕駛員的啟動反應時間，避免了人工誤差，提高了準確性。
文檔編號A61B5/18GK102908154SQ201210442668
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月7日 優(yōu)先權日2012年11月7日
發(fā)明者李振龍, 張劍坤, 榮建 申請人:北京工業(yè)大學