本發(fā)明涉及智能交通控制，具體一種道路交通信號(hào)燈故障檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、道路交通信號(hào)燈是城市交通管理的重要組成部分，具有指揮車輛、行人通過(guò)路口的交通流，保證交通有序暢通，減少擁堵，提高通行效率，降低交通事故發(fā)生的概率等作用。交通信號(hào)燈的故障，會(huì)引起導(dǎo)致交通信號(hào)失效，增加交通事故的風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中，很多交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)中會(huì)設(shè)置故障監(jiān)測(cè)機(jī)制，如公開(kāi)號(hào)為cn108320533a的專利，其公開(kāi)了一種交通信號(hào)燈控制方法和系統(tǒng)，其設(shè)置檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)燈頭2041上的多組led燈的電流、電壓值，并將檢測(cè)值返回給主控器205，控制設(shè)備根據(jù)狀態(tài)信息，判斷該目標(biāo)信號(hào)燈的故障狀態(tài)。但是，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，這種基于信號(hào)燈的參數(shù)自檢故障的方式，無(wú)法獲取全部的障礙類型，比如有些信號(hào)燈是燈體硬件顯示出了問(wèn)題，導(dǎo)致實(shí)際顯示的顏色出錯(cuò)，但可以正常接受信號(hào)和反饋信號(hào)。而這種故障是無(wú)法通過(guò)電流、電壓值體現(xiàn)出來(lái)的。所以，現(xiàn)有技術(shù)中的信號(hào)燈故障監(jiān)測(cè)，還需要信號(hào)燈自檢以及人工報(bào)修兩種方式并行，這就導(dǎo)致有些類型的故障無(wú)法及時(shí)被發(fā)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中信號(hào)燈自檢的方式無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)所有類型的信號(hào)燈故障的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種道路交通信號(hào)燈故障檢測(cè)方法，其可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信號(hào)燈狀態(tài)，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種類型的信號(hào)燈故障。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的：一種道路交通信號(hào)燈故障檢測(cè)方法，其特征在于，其包括以下步驟：

3、s1：為待監(jiān)測(cè)信號(hào)燈組設(shè)置監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)抓拍待監(jiān)測(cè)信號(hào)燈組的視頻圖像，記作：監(jiān)測(cè)用圖像；

4、s2：構(gòu)建信號(hào)燈故障檢測(cè)模型；

5、s3：使用所述監(jiān)測(cè)用圖像，基于訓(xùn)練好的信號(hào)燈故障檢測(cè)模型，執(zhí)行預(yù)設(shè)的故障監(jiān)測(cè)，并將故障實(shí)時(shí)上報(bào)給交管平臺(tái)；故障監(jiān)測(cè)內(nèi)容具體包括：

6、a1：檢測(cè)視頻圖像中是否存在信號(hào)燈；

7、如果視頻圖像中未檢測(cè)到信號(hào)燈，或者檢測(cè)到的信號(hào)燈不完整，則判斷故障為：信號(hào)燈被遮擋，結(jié)束本次檢測(cè)；

8、否則信號(hào)燈拍攝無(wú)遮擋，執(zhí)行步驟a2；

9、a2：根據(jù)信號(hào)燈安裝方式確定紅、黃、綠各顏色相應(yīng)的燈組位置，判斷各燈組顏色是否在限定范圍內(nèi)，如果超出限定顏色范圍，則判斷故障為：信號(hào)燈顏色異常，結(jié)束本次檢測(cè)；

10、否則判斷信號(hào)燈顏色正常，執(zhí)行步驟a3；

11、a3：讀取連續(xù)的所述監(jiān)測(cè)用圖像，記作：連續(xù)時(shí)序視頻圖像；

12、確認(rèn)預(yù)設(shè)的每個(gè)信號(hào)燈的點(diǎn)亮狀態(tài)或者點(diǎn)滅狀態(tài)最長(zhǎng)延續(xù)時(shí)間，記作：狀態(tài)保持時(shí)間；

13、基于所述連續(xù)時(shí)序視頻圖像，確認(rèn)是否存在任意一個(gè)燈組狀態(tài)超出了所述狀態(tài)保持時(shí)間；

14、如果存在，則判斷故障為：信號(hào)燈變化不正常，結(jié)束本次檢測(cè)；

15、否則，判斷信號(hào)燈組變化正常，執(zhí)行步驟a4；

16、a4：讀取待監(jiān)測(cè)信號(hào)燈組的顏色變化時(shí)序數(shù)據(jù)，記作：對(duì)比時(shí)序數(shù)據(jù)；

17、基于所述連續(xù)時(shí)序視頻圖像，判斷信號(hào)燈燈組的燈色變化時(shí)序與所述對(duì)比時(shí)序數(shù)據(jù)是否一致；

18、如果不一致，則判斷故障為：信號(hào)燈相位異常，結(jié)束本次檢測(cè)；

19、否則，信號(hào)燈相位無(wú)異常，執(zhí)行步驟a5；

20、a5：連接信號(hào)燈控制系統(tǒng)，讀取燈組狀態(tài)數(shù)據(jù)，記作：對(duì)比燈組狀態(tài)；

21、基于所述連續(xù)時(shí)序視頻圖像，判斷所述連續(xù)時(shí)序視頻圖像中檢出的燈組狀態(tài)與所述對(duì)比燈組狀態(tài)是否一致；

22、如果不一致則判斷故障為：信號(hào)燈相位異常，結(jié)束本次檢測(cè)；

23、否則，信號(hào)燈相位正常，執(zhí)行步驟a6；

24、a6:拍攝路面標(biāo)線的圖像，并識(shí)別路面標(biāo)線的指示方向；

25、基于所述監(jiān)測(cè)用圖像判斷當(dāng)前信號(hào)燈燈組是否與路面標(biāo)線指示方向指示一致；

26、如果指示方向不一致或相同方向的燈組狀態(tài)不一致，則判斷故障為：信號(hào)燈狀態(tài)異常，結(jié)束本次檢測(cè)；

27、否則，判斷信號(hào)燈狀態(tài)正常，結(jié)束本次檢測(cè)。

28、其進(jìn)一步特征在于：

29、所述待監(jiān)測(cè)信號(hào)燈組包括：圓盤燈和箭頭燈；

30、步驟a1中，所述待監(jiān)測(cè)信號(hào)燈組是圓盤燈時(shí)，完整度的判斷方法，具體包括以下步驟：

31、b1:將檢出的信號(hào)燈燈組區(qū)域進(jìn)行灰度化，根據(jù)顏色差進(jìn)行自適應(yīng)二值化找出信號(hào)燈發(fā)光區(qū)域；

32、b2：取出信號(hào)燈組內(nèi)的任意一個(gè)信號(hào)燈，記作：待確認(rèn)信號(hào)燈；

33、對(duì)二值化后的所述待確認(rèn)信號(hào)燈的信號(hào)燈發(fā)光區(qū)域找出最小外接圓；

34、b3：將最小外接圓與二值化信號(hào)燈發(fā)光區(qū)域取像素交集；

35、將所述像素交集與預(yù)設(shè)的遮擋閾值進(jìn)行比較，如果像素交集大于所述遮擋閾值，則認(rèn)為信號(hào)燈發(fā)光區(qū)域完整；

36、否則信號(hào)燈發(fā)光區(qū)域不完整；

37、b4：重復(fù)步驟b2~b3，直至一個(gè)燈組內(nèi)三個(gè)信號(hào)燈發(fā)光區(qū)域的完整度都確認(rèn)完畢，結(jié)束判斷；

38、步驟a1中，所述待監(jiān)測(cè)信號(hào)燈組是箭頭燈時(shí)，完整度的判斷方法，具體包括以下步驟：

39、c1：將檢出的信號(hào)燈燈組區(qū)域進(jìn)行灰度化，根據(jù)顏色差進(jìn)行自適應(yīng)二值化找出信號(hào)燈發(fā)光區(qū)域；

40、c2：取出信號(hào)燈組內(nèi)的任意一個(gè)信號(hào)燈，記作：待確認(rèn)信號(hào)燈；

41、c3：將待確認(rèn)信號(hào)燈的發(fā)光區(qū)域與設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)箭頭燈進(jìn)行形狀匹配；

42、如果匹配差異度小于0.01，則認(rèn)為信號(hào)燈發(fā)光區(qū)域完整；

43、否則信號(hào)燈發(fā)光區(qū)域不完整；

44、c4：重復(fù)步驟c2~c3，直至一個(gè)燈組內(nèi)三個(gè)信號(hào)燈發(fā)光區(qū)域的完整度都確認(rèn)完畢，結(jié)束判斷；

45、步驟a2中，所述待監(jiān)測(cè)信號(hào)燈組組顏色是否在限定范圍的判斷方法，包括以下步驟：

46、d1：將檢出的信號(hào)燈燈組區(qū)域進(jìn)行灰度化；

47、d2：取出信號(hào)燈組內(nèi)的任意一個(gè)信號(hào)燈，記作：待確認(rèn)信號(hào)燈；

48、d3：根據(jù)顏色差進(jìn)行自適應(yīng)二值化找出待確認(rèn)信號(hào)燈的發(fā)光區(qū)域，計(jì)算區(qū)域內(nèi)rgb平均值，記作：待確認(rèn)rgb值；

49、d4：根據(jù)燈組整體的安裝方式確定待確認(rèn)信號(hào)燈的發(fā)光區(qū)域燈組顏色，記作：顏色限定范圍；

50、信號(hào)燈安裝方式包括橫向安裝和豎向安裝；

51、當(dāng)安裝方式為橫向安裝時(shí)，從左到右燈組顏色依次為紅、黃、綠；

52、當(dāng)安裝方式為豎向安裝時(shí)，從上到下燈組顏色依次為紅、黃、綠；

53、d5：比較所述待確認(rèn)rgb值和所述顏色限定范圍；

54、如果所述待確認(rèn)rgb值在所述顏色限定范圍內(nèi)容，則判定待確認(rèn)信號(hào)燈的顏色屬于限定范圍；

55、否則，判定超出設(shè)置顏色值范圍，待確認(rèn)信號(hào)燈的顏色失真；

56、步驟a4中，具體包括以下操作步驟：

57、e1:?基于所述連續(xù)時(shí)序視頻圖像，將檢出的信號(hào)燈燈組區(qū)域進(jìn)行灰度化，根據(jù)顏色差進(jìn)行自適應(yīng)二值化找出信號(hào)燈發(fā)光區(qū)域；

58、e2：逐一取出信號(hào)燈組內(nèi)的每一個(gè)信號(hào)燈，記作：待確認(rèn)信號(hào)燈；

59、e3：根據(jù)燈組整體的安裝方式確定待確認(rèn)信號(hào)燈的發(fā)光區(qū)域燈組顏色，將燈組內(nèi)將信號(hào)燈燈組狀態(tài)按紅黃藍(lán)狀態(tài)依次記入數(shù)組：[red,yellow,blue]，點(diǎn)亮狀態(tài)標(biāo)記為1；點(diǎn)滅狀態(tài)標(biāo)記為0；

60、e4：基于所述連續(xù)時(shí)序視頻圖像獲取待監(jiān)測(cè)信號(hào)燈組對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈變化完整周期；

61、e5：根據(jù)燈組的安裝方式，讀取待監(jiān)測(cè)信號(hào)燈組的顏色變化時(shí)序數(shù)據(jù)，記作：對(duì)比時(shí)序數(shù)據(jù)；

62、e6：比較待監(jiān)測(cè)信號(hào)燈組的信號(hào)燈變化完整周期中的顏色時(shí)序和所述對(duì)比時(shí)序數(shù)據(jù)是否一致；

63、如果不一致，則判斷故障為：信號(hào)燈相位異常，結(jié)束本次檢測(cè)；

64、否則，信號(hào)燈相位無(wú)異常；

65、步驟a5中，具體包括以下操作步驟：

66、f1:?連接信號(hào)燈控制系統(tǒng)，讀取燈組狀態(tài)數(shù)據(jù)，記作：所述對(duì)比燈組狀態(tài)；

67、所述對(duì)比燈組狀態(tài)包括：每種顏色信號(hào)燈的點(diǎn)亮?xí)r間；

68、f2:?基于所述連續(xù)時(shí)序視頻圖像，將檢出的信號(hào)燈燈組區(qū)域進(jìn)行灰度化，根據(jù)顏色差進(jìn)行自適應(yīng)二值化找出信號(hào)燈發(fā)光區(qū)域；

69、f3：基于所述連續(xù)時(shí)序視頻圖像獲取待監(jiān)測(cè)信號(hào)燈組對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈變化完整周期中每個(gè)顏色的燈的點(diǎn)亮?xí)r間，記作：實(shí)際點(diǎn)亮?xí)r間；

70、f4:基于顏色，將每種顏色信號(hào)燈的對(duì)比燈組狀態(tài)中的點(diǎn)亮?xí)r間與所述實(shí)際點(diǎn)亮?xí)r間進(jìn)行對(duì)比；

71、如果都完全一致，在判定信號(hào)燈狀相位無(wú)異常，執(zhí)行步驟a6；

72、否則，判定故障為：信號(hào)燈相位異常，執(zhí)行錯(cuò)誤對(duì)策；

73、所述錯(cuò)誤對(duì)策為下面對(duì)策中的任意一種：

74、對(duì)策1：通知信號(hào)燈控制系統(tǒng)相位異常，由信號(hào)燈控制系統(tǒng)重新向待監(jiān)測(cè)信號(hào)燈組下發(fā)相位配置；

75、對(duì)策2：基于所述待監(jiān)測(cè)信號(hào)燈組的實(shí)際狀態(tài)，通知信號(hào)燈控制系統(tǒng)修改系統(tǒng)中的狀態(tài)設(shè)置；

76、步驟a6中，具體包括以下操作步驟；

77、g1：檢測(cè)道路車道導(dǎo)向標(biāo)線，確定當(dāng)前車道行進(jìn)方向；

78、找到當(dāng)前車道行駛方向?qū)?yīng)的信號(hào)燈組，記作：當(dāng)前車道燈組；

79、g2：找到與當(dāng)前車道行進(jìn)方向相同的車道，記作：同向車道；

80、找到同向車道對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈組，記作：同向燈組；

81、g3：采集相同起止時(shí)間內(nèi)的所述當(dāng)前車道燈組和所述同向燈組的視頻圖像，分別記作：當(dāng)前車道監(jiān)測(cè)圖像和同向?qū)Ρ缺O(jiān)測(cè)圖像；

82、g4：比較所述當(dāng)前車道監(jiān)測(cè)圖像和所述同向?qū)Ρ缺O(jiān)測(cè)圖中的燈組變化是否一致；

83、如果不一致，則判斷故障為：信號(hào)燈狀態(tài)異常；

84、否則，判斷信號(hào)燈狀態(tài)正常。

85、本技術(shù)提供的一種道路交通信號(hào)燈故障檢測(cè)方法，基于監(jiān)控設(shè)備抓拍待監(jiān)測(cè)信號(hào)燈的視頻圖像，基于圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)信號(hào)燈的狀態(tài)實(shí)施監(jiān)控，通過(guò)信號(hào)燈故障檢測(cè)模型，實(shí)時(shí)地檢測(cè)信號(hào)燈遮擋、信號(hào)燈顏色異常、信號(hào)燈不亮、信號(hào)燈常亮、信號(hào)燈相位異常、信號(hào)燈指示與路面標(biāo)線不一致等故障，與現(xiàn)有的信號(hào)燈故障自檢方式相比，可以基于信號(hào)燈使用者的角度及時(shí)地發(fā)現(xiàn)引起信號(hào)燈失效的各種類型的信號(hào)燈故障，有效地降低了因?yàn)樾盘?hào)燈故障導(dǎo)致交通事故的風(fēng)險(xiǎn)的概率。