基于机器视觉技术的红绿灯预警方法及其检测装置
技术领域
本发明涉及交通管理技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉技术的红绿灯预警方法及其检测装置。
背景技术
随着经济的发展，小型家用汽车逐渐普及到千家万户，而大卡车、大巴士等大型车也越来越多。很多路口都设置有红绿灯，在红灯等候期间，小汽车前方常常会有大型车挡住了小汽车司机观察红绿灯的视线。在可通行时，小汽车一般需要等到前方大型车前进了一定距离后方可看见红绿灯状态，对于需要保持较高效率的通行路段，这是十分不利的。而且小汽车跟随大型车同步启动，会遇到行驶过线后红灯点亮，发生误闯红灯情况。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
为了满足上述要求，本发明的目的在于提供一种基于机器视觉技术的红绿灯预警方法及其检测装置。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于机器视觉技术的红绿灯预警方法，包括以下步骤：
将用于检测红绿灯的检测装置安装于车辆顶部，将所述检测装置的提示组件安装于车辆内部；
接收红绿灯状态检测请求，使所述检测装置的摄像头高度上升，获得当前红绿灯图像信息；
利用机器视觉技术判断所述当前红绿灯图像信息的红绿灯状态，将判断结果发送至提示组件，利用所述提示组件为驾驶员提供当前红绿灯信息。
在一可能的实施方式中，所述接收红绿灯状态检测请求的步骤包括以下至少一项：判断加速度传感器的检测信息，若判断车辆已经停止，则执行以下步骤；若距离传感器探测到车辆前方存在障碍，且未探测到车辆顶部存在障碍，则视为提出红绿灯状态检测请求；
获取到人工发出的红绿灯检测指令，视为提出红绿灯状态检测请求。
一种如上述任一项所述的基于机器视觉技术的红绿灯预警方法所专用的检测装置，所述检测装置包括装置主体，安装于装置主体的伸缩组件，安装于装置主体的距离传感器、加速度传感器，用于观测红绿灯的摄像头，以及用于展示红绿灯状态的提示组件；所述装置主体包括用于与车辆固定连接的第一连接部，用于连接伸缩组件的第二连接部，以及用于驱动伸缩组件的驱动组件；所述装置主体的上端安装有用于检测车辆上方是否存在障碍的第一距离传感器，所述装置主体的前端安装有用于检测前方是否存在车辆的第二距离传感器。
在一可能的实施方式中，所述第二连接部包括两块平行设置的支撑座，所述支撑座设有铰接孔，所述伸缩组件底部设有连接轴，所述连接轴安装于铰接孔，所述连接轴与驱动组件传动连接。
在一可能的实施方式中，所述伸缩组件包括若干组传动机构，所述传动机构包括两条铰接的连接杆，所述连接杆的铰接位置为中点；所述连接杆的两端以及中点均设有铰接孔，所述伸缩组件的相邻传动机构均通过铰接轴连接。
在一可能的实施方式中，所述伸缩组件包括若干连接杆，所述连接杆的两端均设有铰接孔，所述连接杆通过铰接轴依次连接，所述摄像头安装于顶端的连接杆。
在一可能的实施方式中，所述第一连接部为安装孔或粘贴结构。
在一可能的实施方式中，所述装置主体安装有控制电路板。
在一可能的实施方式中，所述控制电路板设有用于与车辆通信的蓝牙芯片或WiFi芯片，或安装有无线/有线通信接口。
在一可能的实施方式中，所述装置主体安装有电池或太阳能充电装置。
相比于现有技术,本发明的有益效果在于：本申请提出的基于机器视觉技术的红绿灯预警方法可在跟车等待红灯状态下判断当前红绿灯状况：
如果第二距离传感器未探测到障碍，则说明前方无大车存在，视线未受干扰，则伸缩组件不弹出；
如果第一距离传感器探测到障碍，则说明当前车辆处在地下车库或车顶有障碍，则伸缩组件不弹出；
如果加速度传感器探测到当前车辆正在运动过程中，则说明不在等红绿灯状态，则伸缩组件不弹出或自动收回。
如果加速度传感器探测到当前车辆已经停止，并且第二距离传感器探测到前方存在障碍，且第一距离传感器未探测到障碍时，则说明当前车辆正在等待红绿灯状态，且前方有阻挡视线的车辆存在，此时伸缩组件伸出，将末端摄像头探出从而对前方红绿灯状态进行探测。可将探测结果将直接显示在车内显示屏上，并通过声音或光等形式提示司机。从而实现了提高道路通行效率以及为驾驶人员提供良好的道路状态信息。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本申请提出的基于机器视觉技术的红绿灯预警方法的具体实施例流程示意图；
图2为本申请提出的基于机器视觉技术的红绿灯预警方法的具体实施场景示意图；
图3为本申请提出的基于机器视觉技术的红绿灯预警方法所专用的检测装置的具体实施例结构示意图；
图4为本申请提出的基于机器视觉技术的红绿灯预警方法所专用的检测装置的具体实施例的装置主体隐藏部分装置外壳的结构示意图；
图5为本申请提出的基于机器视觉技术的红绿灯预警方法所专用的检测装置的另一具体实施例结构示意图。
附图标记
100 车辆 200 装置主体
201 伸缩组件 202 第二连接部
2021支撑座 2022铰接孔
2023连接轴 2024连接杆
2025铰接孔 203 第一距离传感器
204 第二距离传感器 300 摄像头
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
参考图1-5，图1为本申请提出的基于机器视觉技术的红绿灯预警方法的具体实施例流程示意图；图2为本申请提出的基于机器视觉技术的红绿灯预警方法的具体实施场景示意图；图3为本申请提出的基于机器视觉技术的红绿灯预警方法所专用的检测装置的具体实施例结构示意图；图4为本申请提出的基于机器视觉技术的红绿灯预警方法所专用的检测装置的具体实施例的装置主体隐藏部分装置外壳的结构示意图；图5为本申请提出的基于机器视觉技术的红绿灯预警方法所专用的检测装置的另一具体实施例结构示意图。
本申请提出的一种基于机器视觉技术的红绿灯预警方法，包括以下步骤：
步骤S101、将用于检测红绿灯的检测装置安装于车辆顶部，将所述检测装置的提示组件安装于车辆内部；
其中，所述检测装置将检测到的红绿灯信息传递至提示组件，以使驾驶员可以获得实时的红绿灯信息。
步骤S102、接收红绿灯状态检测请求，使所述检测装置的摄像头高度上升，获得当前红绿灯图像信息；
具体地，所述接收红绿灯状态检测请求的步骤包括以下至少一项：判断所述加速度传感器的检测信息，若判断车辆已经停止，则执行以下步骤；若所述第二距离传感器探测到障碍，且所述第一距离传感器未探测到障碍，则视为提出红绿灯状态检测请求。此时可控制检测装置的伸缩组件向上伸展，以实现摄像头高度提升；
获取到人工发出的红绿灯检测指令，视为提出红绿灯状态检测请求。
当接收到红绿灯状态检测请求时可控制检测装置的伸缩组件向上伸展，以实现摄像头高度提升，从而达到检测红绿灯状态的目的。
步骤S103、利用机器视觉技术判断所述当前红绿灯图像信息的红绿灯状态，将判断结果发送至提示组件，利用所述提示组件为驾驶员提供当前红绿灯信息。
如图2-5所示，本申请提出的一种如上述任一项所述的基于机器视觉技术的红绿灯预警方法所专用的检测装置包括安装于车辆100的装置主体200，安装于装置主体200的伸缩组件201，安装于装置主体200的距离传感器、加速度传感器，用于观测红绿灯的摄像头300，以及用于展示红绿灯状态的提示组件；其中，所述装置主体200安装有电池以及控制电路板，可以实现电路控制以及工作电源供应，其中，还可以通过太阳能充电装置为电池充电，以实现较长时间的装置续航时间。所述装置主体200包括用于与车辆100固定连接的第一连接部，用于连接伸缩组件201的第二连接部202，以及用于驱动伸缩组件201的驱动组件；由于车辆在行驶中会遇到各种路况以及障碍，存在不适合将伸缩组件201伸出的情况，所述装置主体200的上端安装有用于检测车辆100上方是否存在障碍的第一距离传感器203，所述装置主体200的前端安装有用于检测前方是否存在车辆的第二距离传感器204；为实现检测功能，所述第一距离传感器203、第二距离传感器204需要与控制电路板连接，所述控制电路板可接收来自于传感器的检测信号，若第二距离传感器204未探测到障碍，则说明前方无大车存在，视线未受干扰，则伸缩组件201不弹出；如果第一距离传感器203探测到障碍，则说明当前车辆处在地下车库或车顶有障碍，则伸缩组件201不弹出；如果加速度传感器探测到当前车辆正在运动过程中，则说明不在等红绿灯状态，则伸缩组件201不弹出或自动收回。
如果加速度传感器探测到当前车辆已经停止，并且第二距离传感器204探测到前方存在障碍，且第一距离传感器203未探测到障碍时，则说明当前车辆正在等待红绿灯状态，且前方有阻挡视线的车辆存在，此时伸缩组件201伸出，将末端摄像头300探出从而对前方红绿灯状态进行探测。
在一实施例中，如图4以及图5所示，所述第二连接部202包括两块平行设置的支撑座2021，所述支撑座2021设有铰接孔2022，所述伸缩组件201底部设有连接轴2023，所述连接轴2023安装于铰接孔2022，所述连接轴2023与驱动组件传动连接。其中，驱动组件可采用驱动电机，通过联轴器与连接轴2023传动连接，以实现驱动伸缩组件201升降。
在一实施例中，如图5所示，所述伸缩组件201包括若干组传动机构，所述传动机构包括两条铰接的连接杆2024，所述连接杆2024的铰接位置为中点；所述连接杆2024的两端以及中点均设有铰接孔2025，所述伸缩组件201的相邻传动机构均通过铰接轴(图中未示出)连接。其中，底端的传动机构用于与第二连接部202连接，以实现支撑效果，所述摄像头300安装于顶端的传动机构，可以在伸缩组件201伸展之后捕获红绿灯的图像。在本实施例中，所述连接杆2024构成平行四边形形状，达到传动平稳的效果。
在一实施例中，如图4所示，所述伸缩组件包括至少两条连接杆2024，所述连接杆2024的两端均设有铰接孔2025，所述连接杆2024通过铰接轴依次连接，所述摄像头300安装于顶端的连接杆2024。下端的连接杆的一端与第二连接部202连接，可绕其与第二连接部202连接的孔位旋转。上端的连接杆的一端与下端的连接杆连接，同样可绕连接处旋转。在本实施例中，采用较少的连接杆2024，可实现安装步骤相对于上一实施例的传动机构简便的优势。
其中，所述提示组件包括显示屏或蜂鸣器，通过将所述提示组件安装于车辆内部，可使驾驶员及时获知红绿灯状态，而且，由于获取到了红绿灯图像信息，可利用机器视觉技术识别当前的颜色，利用蜂鸣器进行语音提醒。由于装置主体200需要与车辆控制系统连接，以实现数据共享，因此所述控制电路板设有用于与车辆通信的蓝牙芯片或WiFi芯片或其他无线通信端口，可避免有线连接的弊端。在某些情况，所述控制电路板也可安装有线通信端口，为使用者带来使用方式的选择多样性。
综上所述，本申请提出的基于机器视觉技术的红绿灯预警方法可在跟车等待红灯状态下判断当前红绿灯状况：
如果第二距离传感器未探测到障碍，则说明前方无大车存在，视线未受干扰，则伸缩组件不弹出；
如果第一距离传感器探测到障碍，则说明当前车辆处在地下车库或车顶有障碍，则伸缩组件不弹出；
如果加速度传感器探测到当前车辆正在运动过程中，则说明不在等红绿灯状态，则伸缩组件不弹出或自动收回。
如果加速度传感器探测到当前车辆已经停止，并且第二距离传感器探测到前方存在障碍，且第一距离传感器未探测到障碍时，则说明当前车辆正在等待红绿灯状态，且前方有阻挡视线的车辆存在，此时伸缩组件伸出，将末端摄像头探出从而对前方红绿灯状态进行探测。可将探测结果将直接显示在车内显示屏上，并通过声音或光等形式提示司机。从而实现了提高道路通行效率以及为驾驶人员提供良好的道路状态信息。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
