【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像识别，尤其涉及一种用于色盲驾驶员的智能红绿灯识别与实时提示系统。
技术介绍
1、色盲是一种常见的视觉障碍，患者难以分辨红、绿、蓝等颜色，这给他们的交通出行带来了极大的不便。特别是在驾驶过程中，红绿灯是判断行驶时机的重要依据，色盲驾驶员往往难以准确识别红绿灯的状态，从而增加了交通事故的风险。智能交通系统是指通过计算机、信息技术、通讯技术等手段，将路网、车辆和设备等有机地结合起来，形成一个物联网系统，实现智能交通管理，提高交通运输效率和便利性以及安全性。
2、经检索，中国专利号为cn101964114b的专利技术专利公开了一种红绿色盲驾驶员交通信号灯辅助识别系统，属于图像识别
它解决了现有的颜色辅助识别技术成本高和适用范围小的问题。本红绿色盲驾驶员交通信号灯辅助识别系统，包括图像处理模块、显示模块以及图像采集装置，图像处理模块将图像采集装置采集得到的原始图像信息处理成红绿色盲驾驶员可识别的图像信息，并发送至显示模块上进行显示，具体步骤如下：a、将原始图像信息的各像素在红、绿、蓝三个色彩通道上分解；b、对颜色进行识别，当判断为红色或绿色时，进入步骤c，否则进入步骤d；c、将像素自动转化成红绿色盲驾驶员可识别的颜色；d、不予处理。本红绿色盲驾驶员交通信号灯辅助识别系统的实时性和准确性高。
3、但上述专利技术在实际的使用过程中，通过图像采集装置采集交通信号灯原始图像信息，难以依据环境变化自动调整识别参数，交通环境复杂多变，光照条件、天气状况等因素都会影响信号灯的可见度和颜色表现，即可能导致
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在通过图像采集装置采集交通信号灯原始图像信息，难以依据环境变化自动调整识别参数，交通环境复杂多变，光照条件、天气状况等因素都会影响信号灯的可见度和颜色表现，即可能导致误判或漏判，从而影响驾驶安全的缺点，而提出的一种用于色盲驾驶员的智能红绿灯识别与实时提示系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种用于色盲驾驶员的智能红绿灯识别与实时提示系统，包括：
4、环境感知模块；负责获取周围环境的信息；
5、参数自适应模块：负责动态调整系统的识别参数；
6、动态图像处理模块：负责对实时获取的图像进行处理和分析；
7、信号灯识别模块：负责识别红绿灯的颜色及其状态；
8、决策与提示模块：负责作出相应的驾驶决策并提示驾驶员；
9、用户反馈模块：负责收集驾驶员的反馈信息；
10、所述环境感知模块负责通过传感器收集环境信息包括交通信号灯的图像、周围光线条件、天气状况，所述环境感知模块将收集到的环境信息传递给参数自适应调整模块以及动态图像处理模块，所述参数自适应调整模块负责根据环境信息动态调整图像处理参数，如曝光度、对比度、色彩饱和度等和信号灯识别参数，如颜色阈值、形状特征等，所述参数自适应调整模块将调整后的参数传递给动态图像处理模块以及信号灯识别模块，所述动态图像处理模块依据环境感知模块提供的图像信息和参数自适应调整模块提供的图像处理参数利用计算机视觉技术对实时获取的图像进行处理和分析，所述动态图像处理模块将处理后的图像和提取的特征传递给信号灯识别模块，所述信号灯识别模块基于图像特征和识别参数，运用神经网络算法对信号灯状态进行识别，如红灯、绿灯、黄灯以及有效区分信号灯和其他光源，所述信号灯识别模块将识别结果传递给决策与提示模块，所述决策与提示模块根据识别结果，作出相应的驾驶决策，并通过语音或视觉提示驾驶员，例如，如果检测到红灯，系统会提示驾驶员停车，检测到绿灯，系统会提示驾驶员通行，所述用户反馈模块收集驾驶员的反馈信息，评估系统的效果和用户体验，进一步优化系统性能，例如，通过反馈不断改进识别算法和提示方式。
11、上述技术方案进一步包括：
12、优选的，所述环境识别模块包括摄像头单元、激光雷达单元、超声波单元、gps单元、i mu单元、数据融合单元以及结果输出单元，所述摄像头单元(包括前视摄像头、环视摄像头、侧视摄像头)用于实时捕捉周围环境的图像，包括交通信号灯、交通标志、车辆和行人，所述激光雷达单元用于提供高精度的三维环境数据，帮助识别交通信号灯的空间位置及周围障碍物，所述超声波单元用于近距离探测周围障碍物，辅助判断车辆与周围物体的距离，所述gps单元用于提供车辆的地理位置，帮助系统了解车辆当前所处的道路和信号灯位置，所述i mu单元用于检测车辆的加速度和角速度，帮助判断车辆的动态状态，所述数据融合单元用于整合来自各个单元的数据，生成一个全面的环境感知模型，所述结果输出单元用于将生成的环境感知模型数据传递给参数自适应调整模块以及动态图像处理模块。
13、优选的，所述参数自适应模块包括参数调整策略单元以及参数执行与反馈单元，所述参数调整策略单元负责根据环境识别模块提供的数据，制定和调整图像处理参数和信号灯识别参数的策略，根据历史数据和实时数据，自动优化和调整参数，以提高识别准确性和系统鲁棒性，所述参数执行与反馈单元负责将调整后的参数传递给动态图像处理模块和信号灯识别模块，并接收这些模块在执行过程中的反馈，评估参数调整的效果，确保参数调整的实时性和准确性，同时能够监控和调整过程中可能出现的问题，为后续的参数优化提供依据。
14、优选的，所述动态图像处理模块利用计算机视觉技术对实时获取的图像进行处理和分析的步骤包括：
15、数据接收与预处理：从环境感知模块获取实时图像数据，根据自适应调整模块提供的参数，对图像进行初步设置，如调整亮度、对比度、滤波强度；
16、图像去噪：应用中值滤波减少图像噪声；
17、特征提取与表示：从预处理后的图像中提取关键特征，如颜色、纹理、形状、边缘，有助于识别图像中的目标物体，并将提取的特征进行编码和表示；
18、结果输出：将预处理和特征提取的结果输出给信号灯识别模块。
19、优选的，所述信号灯识别模块运用神经网络算法对信号灯状态进行识别的具体步骤包括：
20、输入处理：接收来自动态图像处理模块的输出，即已经过预处理和特征提取的图像数据，并对接收的数据进一步处理，确保输入数据符合神经网络模型的输入要求；
21、神经网络模型应用：加载预先训练好的神经网络模型，将预处理后的图像数据输入到神经网络模型中，进行前向传播计算，得到模型对红绿灯颜色的预测结果；
22、结果处理与输出：对神经网络模型的输出结果进行解析，输出是一个表示红绿灯颜色的概率分布，根据概率分布，选择概率最高的颜色作为信号灯的实际颜色，即确定信号灯的状态(红灯、黄灯、绿灯)，将识别结果输出给决策与提示模块。
23、优选的，所述神经网络模型训练的具体步骤包括：
24、数据准备：从各种交通场景中收集大量的红绿灯图本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于色盲驾驶员的智能红绿灯识别与实时提示系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于色盲驾驶员的智能红绿灯识别与实时提示系统，其特征在于，所述环境识别模块包括摄像头单元、激光雷达单元、超声波单元、GPS单元、IMU单元、数据融合单元以及结果输出单元，所述摄像头单元用于实时捕捉周围环境的图像，所述激光雷达单元用于提供高精度的三维环境数据，所述超声波单元用于近距离探测周围障碍物，所述GPS单元用于提供车辆的地理位置，所述IMU单元用于检测车辆的加速度和角速度，所述数据融合单元用于整合来自各个单元的数据，生成一个全面的环境感知模型，所述结果输出单元用于将生成的环境感知模型数据传递给参数自适应调整模块以及动态图像处理模块。
3.根据权利要求1所述的一种用于色盲驾驶员的智能红绿灯识别与实时提示系统，其特征在于，所述参数自适应模块包括参数调整策略单元以及参数执行与反馈单元，所述参数调整策略单元负责根据环境识别模块提供的数据，制定和调整图像处理参数和信号灯识别参数的策略，所述参数执行与反馈单元负责将调整后的参数传递给动态图像处理模块和信号灯识别模块
4.根据权利要求1所述的一种用于色盲驾驶员的智能红绿灯识别与实时提示系统，其特征在于，所述动态图像处理模块利用计算机视觉技术对实时获取的图像进行处理和分析的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的一种用于色盲驾驶员的智能红绿灯识别与实时提示系统，其特征在于，所述信号灯识别模块运用神经网络算法对信号灯状态进行识别的具体步骤包括：
6.根据权利要求5所述的一种用于色盲驾驶员的智能红绿灯识别与实时提示系统，其特征在于，所述神经网络模型训练的具体步骤包括：
7.根据权利要求1所述的一种用于色盲驾驶员的智能红绿灯识别与实时提示系统，其特征在于，所述决策与提示模块包括状态解析单元、决策逻辑单元、提示生成单元以及行为反馈单元，所述状态解析单元负责解析来自信号灯识别模块的输出，所述决策逻辑单元负责基于解析的信号灯状态和车辆的当前状态，进行决策，所述提示生成单元负责生成对驾驶员的提示信息，确保信息传递清晰有效，所述行为反馈单元负责根据驾驶员的反应调整系统的提示方式。
8.根据权利要求7所述的一种用于色盲驾驶员的智能红绿灯识别与实时提示系统，其特征在于，所述提示生成单元的实现方式包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于色盲驾驶员的智能红绿灯识别与实时提示系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于色盲驾驶员的智能红绿灯识别与实时提示系统，其特征在于，所述环境识别模块包括摄像头单元、激光雷达单元、超声波单元、gps单元、imu单元、数据融合单元以及结果输出单元，所述摄像头单元用于实时捕捉周围环境的图像，所述激光雷达单元用于提供高精度的三维环境数据，所述超声波单元用于近距离探测周围障碍物，所述gps单元用于提供车辆的地理位置，所述imu单元用于检测车辆的加速度和角速度，所述数据融合单元用于整合来自各个单元的数据，生成一个全面的环境感知模型，所述结果输出单元用于将生成的环境感知模型数据传递给参数自适应调整模块以及动态图像处理模块。
3.根据权利要求1所述的一种用于色盲驾驶员的智能红绿灯识别与实时提示系统，其特征在于，所述参数自适应模块包括参数调整策略单元以及参数执行与反馈单元，所述参数调整策略单元负责根据环境识别模块提供的数据，制定和调整图像处理参数和信号灯识别参数的策略，所述参数执行与反馈单元负责将调整后的参数传递给动态图像处理模块和信号灯识别模块，并接收这些模块在执行过程中的反馈，评估参数调整的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张文雷，王晓冬，王凯，王冬敏，汪海峰，
申请(专利权)人：南京医科大学康达学院，
类型：发明
国别省市：
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