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基于彩色图像处理的铁路信号灯识别及其测距技术研究
| 论文题名： | 基于彩色图像处理的铁路信号灯识别及其测距技术研究 |
| 关键词： | 彩色图像处理;铁路运输;信号灯识别;滤波技术;色彩提取 |
| 摘要： | 随着我国交通运输业的迅速发展，中国铁路的运输量稳步上升，也面临着越来越多的铁路安全事故。同时，基于图像处理人工智能监控技术正逐渐应用到机车上，提供前方实时路况和警报信息，以供司机参考。 本文针对铁路线路中各种信号灯的实际特点，研究了多种颜色空间，区分各种颜色及其识别信号灯的技术。铁路沿线上的信号灯有在地面处和在电线杆高处两种，按照铁路交通规则，在铁轨左侧的信号灯为当前机车的指示信号灯。铁路上的交通信号灯比公路上所用的信号灯小一些，所拍摄图像信号灯区域中心颜色不纯正，铁路沿线附近居民、道路岔口等处灯光众多灯，这些都为检测信号灯增加了难度。而且铁路特殊的行车环境，要求机车经过时必须识别处对应的信号灯。 基于以上特点，在拍摄图像的预处理阶段，本文采用了不影响色彩提取的中值滤波滤波技术，在抑制噪声的同时，较好的保存了绝大部分的有用信息。经过RGB空间转换到HSV空间，由独立分量H分量解决了在RGB空间三基色不易区分颜色的困难。再和S分量提取信号灯区域结合，得到了大致区域。再经过设定算子的填充得到最终的信号灯区域，中间多次采用数学形态学运算出去不必要的孤立点，通过模式识别的先验知识进一步验证是否为要检测的信号灯。若不是，则跳过；若是，则根据双目视觉原理测定到机车的大致距离。 在检测到信号灯的基础上，探讨了几种简单的实现测量距离的方法，并给出了相应的位置示意图和推导公式。根据应用场景的具体需要，分析了几种方法的优缺点和限制性，以及在提高精确性方面可以改进的地方。 由于本系统功能最终要移植到DSP上，实时性检测是一个需要着重考虑的问题。本文根掘实际情况，采用加窗等操作仅处理信号灯可能出现部分的图像，选择合适的图像进行处理等等。 |
| 作者： | 赵志帅 |
| 专业： | 信号与信息处理 |
| 导师： | 杨春金 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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