基于彩色圖像處理的鐵路信號燈識別及其測距技術研究.pdf

1、隨著我國交通運輸業(yè)的迅速發(fā)展，中國鐵路的運輸量穩(wěn)步上升，也面臨著越來越多的鐵路安全事故。同時，基于圖像處理人工智能監(jiān)控技術正逐漸應用到機車上，提供前方實時路況和警報信息，以供司機參考。
　　 本文針對鐵路線路中各種信號燈的實際特點，研究了多種顏色空間，區(qū)分各種顏色及其識別信號燈的技術。鐵路沿線上的信號燈有在地面處和在電線桿高處兩種，按照鐵路交通規(guī)則，在鐵軌左側的信號燈為當前機車的指示信號燈。鐵路上的交通信號燈比公路上所用的信號燈

2、小一些，所拍攝圖像信號燈區(qū)域中心顏色不純正，鐵路沿線附近居民、道路岔口等處燈光眾多燈，這些都為檢測信號燈增加了難度。而且鐵路特殊的行車環(huán)境，要求機車經過時必須識別處對應的信號燈。
　　 基于以上特點，在拍攝圖像的預處理階段，本文采用了不影響色彩提取的中值濾波濾波技術，在抑制噪聲的同時，較好的保存了絕大部分的有用信息。經過RGB空間轉換到HSV空間，由獨立分量H分量解決了在RGB空間三基色不易區(qū)分顏色的困難。再和S分量提取信號燈區(qū)

3、域結合，得到了大致區(qū)域。再經過設定算子的填充得到最終的信號燈區(qū)域，中間多次采用數(shù)學形態(tài)學運算出去不必要的孤立點，通過模式識別的先驗知識進一步驗證是否為要檢測的信號燈。若不是，則跳過；若是，則根據(jù)雙目視覺原理測定到機車的大致距離。
　　 在檢測到信號燈的基礎上，探討了幾種簡單的實現(xiàn)測量距離的方法，并給出了相應的位置示意圖和推導公式。根據(jù)應用場景的具體需要，分析了幾種方法的優(yōu)缺點和限制性，以及在提高精確性方面可以改進的地方。