一种新的避免车辆碰撞的刹车行为检测方法

摘要

本发明公开了一种新的避免车辆碰撞的刹车灯行为检测方法，本方法是基于安装在车辆内部挡风玻璃后的移动设备的摄像机获取前方车辆来进行刹车行为检测的，刹车行为检测主要包括两个过程：刹车灯定位和刹车灯行为的判断。本方法首先将摄像机获取的帧图像从RGB到YCrCb颜色空间转换，通过阈值法和水平-垂直累加峰值交点的方法过滤和定位前方车辆的车尾灯区域；接着对前面定位的车尾灯区域提取6种具有区分性的特征，利用SVM分类器在训练集上进行训练得到一个预测分类模型，然后对获取得到的车尾灯区域进行刹车行为的判别，从而起到避免碰撞的作用。本发明能够进行有效的刹车行为检测，能够满足车载移动设备实时处理的要求。

主权项

一种新的避免车辆碰撞的刹车行为检测方法，包括以下步骤：步骤1：将获取的帧图像进行颜色空间的转换；利用摄像头实时获取的前方车辆的帧图像数据，然后将图像转换到YCrCb颜色空间；步骤2：利用阈值方法进行候选刹车灯区域的生成；利用Otsu方法处理步骤1中转换后的Cr颜色通道图像，得到最佳的分割阈值T，利用阈值T生成候选的刹车灯区域；步骤3：弱空间关系过滤；采用弱空间关系过滤步骤2中得到候选的刹车灯区域，得到过滤后的刹车灯区域；其中过滤的准则为：（1）候选区域的高度或者宽度大于车辆区域图的一半的区域将被过滤掉；（2）候选区域的面积大于车辆区域图的1/4的区域将被过滤掉；步骤4：刹车灯区域验证定位；针对步骤3得到的过滤后的刹车灯区域，采用水平‑垂直峰值交叉方法进行处理，获取最终的刹车灯区域；水平‑垂直峰值交叉方法的计算公式如下：$f_{h_j}=\underset{i=1}{\overset{W}{\Sigma }}0.9*\mathrm{Cr}(x_i,y_j)+0.1*Y(x_i,y_j)$$f_{v_i}=\underset{j=1}{\overset{H}{\Sigma }}0.9*\mathrm{Cr}(x_i,y_j)+0.1*Y(x_i,y_j)$其中，Cr和Y分别是Cr颜色通道和Y颜色通道中的像素值，(x_i,y_j)是图像的坐标点表示；是水平方向上的像素颜色累加值，是垂直方向上的像素颜色累加值；W和H分别代表图像的宽度值和高度值；最终的刹车灯区域确定计算公式如下：r_L＝{i,i∈R|min(r_{i_centroid}‑intersection_L)}r_R＝{i,i∈R|min(r_{i_centroid}‑intersection_R)}其中，R是所有过滤后的候选刹车灯区域的集合；intersection_L和intersection_R分别表示由水平‑垂直峰值交叉方法得到的刹车灯区域的交点位置；r_{i_centroid}表示所有步骤3中得到的候选车灯区域的中心点坐标，r_L和r_R分别表示的是最终计算确定的左刹车灯和右刹车灯区域中心点坐标，继而确定最终的刹车灯区域；步骤5：刹车行为的判断；对步骤4中的确定的刹车灯区域进行特征的提取，刹车灯区域的特征包括：（1）Y_max:刹车灯区域在Y颜色通道中的亮度最大值；（2）Cr_max:刹车灯区域在Cr颜色通道中的亮度最大值；（3）Y_mean:刹车灯区域在Y颜色通道中的亮度均值；（4）Cr_mean:刹车灯区域在Cr颜色通道中的红色分量均值；（5）Y_prop:刹车灯区域中像素值大于Y_mean的像素所占比例；（6）Cr_prop:刹车灯区域中像素值大于Cr_mean的像素所占比例；然后将提取的特征利用SVM进行刹车行为的判断，根据刹车行为的判别，结合刹车行为检测的历史信息，作出预警。