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        紅綠色盲過交通燈輔助系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

        2016-07-15 10:20:16何瑞滕道祥仲學(xué)軍馬曉杰
        科技視界 2016年17期

        何瑞+滕道祥+仲學(xué)軍+馬曉杰

        【摘 要】色盲人士不能分辨自然光譜中的某種顏色,其中紅綠色盲不能識別紅色或綠色。鑒于紅綠燈在城市交通中的重要地位,紅綠燈給紅綠色盲人士帶來了困擾。本文針對由LED組成的交通紅綠燈,利用光學(xué)攝像頭進(jìn)行多次光學(xué)采樣,并與紅色和綠色LED的配光曲線圖進(jìn)行對比,從而達(dá)到識別顏色,輔以語音播報,輔助色盲人士分辨交通紅綠燈。

        【關(guān)鍵詞】紅綠色盲;交通紅綠燈;LED;RGB

        1 設(shè)計目的

        本設(shè)計的目的是解決色盲人士無法分辨交通信號燈顏色的問題,因此,本設(shè)計的首要任務(wù)是能夠區(qū)分信號燈顏色,同時,由于道路狀況復(fù)雜,需要輔助裝置的信息反饋方式有效而直接。

        2 設(shè)計原理

        該系統(tǒng)通過CMOS攝像頭采集的圖像進(jìn)行識別分析,如圖1,圓R是信號燈,信號燈發(fā)出的光具有對稱性,通過檢測從圓心沿l方向各點(diǎn)的RGB值,可以識別信號燈顏色。

        計算能夠成功識別出紅綠燈的條件如下:至少檢測到一個完整的信號燈的圖像,并且信號燈圖像至少有50×50像素,可以稱為最低有效像素,最低有效像素受攝像頭像素影響,并且決定本系統(tǒng)的抗干擾能力的強(qiáng)弱。圖2為沿l方向測出的紅色信號燈RGB值:

        同樣的,能夠識別信號燈的最高像素稱之為最高有效像素,最高有效像素可以不固定,設(shè)置最高有效像素可以有效排除一些類LED光的干擾,比如鏡面反射的彩光。

        3 設(shè)計系統(tǒng)的組成

        本系統(tǒng)由采集設(shè)備攝像頭、控制終端、顯示設(shè)備,語音模塊組成。首先通過光學(xué)高清攝像頭多次進(jìn)行光學(xué)采樣,將采集到的光學(xué)信息傳送給控制終端,采集的圖像以十六進(jìn)制形式儲存在MCU中,如下表:

        3.1 圖像采集部分

        采集部分采用的是OV7670型號攝像頭,OV7670包含有320128個像素,支持多種數(shù)據(jù)格式,我們采用的是RAW RGB格式。程序驅(qū)動部分流程如下:

        3.2 反饋部分

        信息反饋采用語音提示方式,語音模塊主要芯片是ISD1820,接口簡單,減少M(fèi)CU的計算負(fù)擔(dān)。

        4 結(jié)果和分析

        在不同亮度自然光環(huán)境進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)結(jié)果如下:

        由此可以得出,正常環(huán)境下,自然光對該設(shè)備的影響甚微,即使是強(qiáng)光照射也不會對設(shè)備的識別造成影響,只有當(dāng)LED光直接照射攝像頭時,該設(shè)備的識別有效距離會下降,但也能在7米的范圍內(nèi)識別出紅綠燈。

        【參考文獻(xiàn)】

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        [2]滕道祥.90W太陽能LED路燈的設(shè)計及優(yōu)化[J].應(yīng)用光學(xué),2010,06:933-938.

        [3]呂正,趙志丹,樊其明,呂亮,馬沖,王濤.從LED的配光曲線談起[J].中國照明電器,2004,10:2-5.

        [4]徐麗珍,孫霖.基于AdaBoost的人行橫道紅綠燈自動識別算法[J].計算機(jī)應(yīng)用與軟件,2010,03:241-243+251.

        [5]童剛,朱鴻博.圖像處理在紅綠燈判別中的應(yīng)用[J].微型機(jī)與應(yīng)用,2013,04:88-90+93.

        [責(zé)任編輯:王偉平]

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