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1 嘗試了解各種不同的交通標(biāo)志圖,能用完整、流暢的語(yǔ)言正確表達(dá)它們的含義。
2 能注意觀(guān)察生活環(huán)境中的交通標(biāo)志,遵守交通規(guī)則。培養(yǎng)自我保護(hù)意識(shí)和能力。
3 樂(lè)意參加交通游戲棋活動(dòng),學(xué)會(huì)與同伴商量、制定游戲規(guī)則,并在活動(dòng)中遵守游戲規(guī)則。
活動(dòng)準(zhǔn)備
孩子和家長(zhǎng)共同收集、了解交通標(biāo)志;教師收集各種交通標(biāo)志(或圖片),制作教學(xué)課件(PIyI'),交通事故的動(dòng)畫(huà)視頻,自制游戲棋盤(pán)4幅、小標(biāo)志若干、游戲骰子4個(gè)、棋子若干(紅、黃、藍(lán)、綠汽車(chē)4組)等,“文明小司機(jī)”獎(jiǎng)狀若干。
活動(dòng)過(guò)程
一、視頻導(dǎo)入,引發(fā)探究欲望
1 播放交通事故的動(dòng)畫(huà)視頻。師:剛才你們看到了什么?發(fā)生了一件什么事情?(引導(dǎo)幼兒用完整的語(yǔ)言講述)
2 師:為什么會(huì)發(fā)生這樣的事情呢?
二、播放課件,解讀交通標(biāo)志圖
師:為了不讓剛才看到的慘劇在我們的身邊發(fā)生,我們應(yīng)該遵守交通規(guī)則。讓我們從認(rèn)識(shí)交通標(biāo)志開(kāi)始學(xué)習(xí)交通規(guī)則。
1 認(rèn)識(shí)紅綠燈(播放紅綠燈圖片)。師:馬路上最重要的標(biāo)志就是信號(hào)燈,你們?cè)谀男┑胤娇匆?jiàn)過(guò)紅綠燈?紅燈表示什么?綠燈表示什么?
2 認(rèn)識(shí)其他交通標(biāo)志(播放交通標(biāo)志課件)。師:你在馬路上和爸爸媽媽找到了哪些標(biāo)志?
師:老師也找到了一些標(biāo)志,你們認(rèn)識(shí)嗎?這些標(biāo)志告訴我們什么呢?
3 了解交通標(biāo)志的分類(lèi)。
(1)(出示課件)師:看看這些交通標(biāo)志,它們都有什么相同的地方?(引導(dǎo)幼兒從形狀、顏色等方面重點(diǎn)觀(guān)察和講述)
(2)教師小結(jié):警告標(biāo)志是三角形,黃底黑邊,黑色圖案,警告駕駛?cè)藛T注意前方路段存在的危險(xiǎn)和必須采取的措施。禁令標(biāo)志是圓形,白底紅邊,紅斜杠黑色圖案,表示對(duì)車(chē)輛加以禁止或適當(dāng)限制的標(biāo)志。指路標(biāo)志是長(zhǎng)方形,藍(lán)底白字和白色圖案,是用于指路的指示牌。
4 判斷交通行為對(duì)與錯(cuò)。
(播放課件,課件內(nèi)容有:紅燈車(chē)停;行人過(guò)馬路走斑馬線(xiàn);行人靠左走;在馬路上追車(chē)奔跑;在馬路上玩耍、拍球;過(guò)馬路跨越護(hù)欄;行人走天橋:等等)
(1)師:有這樣一群人。你們看看他們的行為對(duì)不對(duì)?說(shuō)說(shuō)你的理由。
(2)教師針對(duì)幼兒的回答適時(shí)小結(jié)。
三、自制交通標(biāo)志棋
1 師:交通規(guī)則很重要,只有我們都去遵守它,道路交通才會(huì)變得有序,才不會(huì)出交通事故。交通標(biāo)志在我們的生活中起著重要的作用,我們都應(yīng)該認(rèn)真服從這些交通標(biāo)志,現(xiàn)在我們一起來(lái)制作交通規(guī)則棋。
2 商討規(guī)則和做法。步驟(1)根據(jù)圖片的情境,配對(duì)相應(yīng)的標(biāo)志圖。如:圖一是紅燈車(chē)停(配對(duì):注意紅綠燈的標(biāo)志),圖二是在馬路上追車(chē)奔跑(配對(duì):禁止行人通行的標(biāo)志)。步驟(2)判斷圖片的行為是否正確,設(shè)置相應(yīng)的游戲規(guī)則(用“箭頭”和“數(shù)字”表示)。如:圖一是紅燈車(chē)停(正確的交通行為可以設(shè)置為“3”。表示前進(jìn)3格),圖二是在馬路上追車(chē)奔跑(不正確的交通行為可以設(shè)置為“2”,表示后退2格。)
3 幼兒分組制作游戲棋,
四、棋類(lèi)游戲活動(dòng):我是文明小司機(jī)
1 幼兒自由組合游戲。游戲規(guī)則:幼兒4人一組,分別“駕駛”紅、黃、藍(lán)、綠小汽車(chē)。根據(jù)投擲骰子上面的點(diǎn)數(shù)和前進(jìn)或后退的標(biāo)志圖行駛,第一個(gè)到達(dá)終點(diǎn)的獲勝。
關(guān)鍵詞:交通標(biāo)志檢測(cè);ITS;TSR;顏色檢測(cè);形狀檢測(cè)
中圖分類(lèi)號(hào):TB
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
doi:10.19311/ki.16723198.2017.12.089
1引言
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,汽車(chē)出行在為人們帶來(lái)便利的同時(shí)也增加了安全事故的發(fā)生。智能交通系統(tǒng)ITS(Intelligent Transportation System)作為一種全新的汽車(chē)識(shí)別模式,能夠緩解交通事故的發(fā)生。具體表現(xiàn)在,汽車(chē)在行駛過(guò)程中,利用車(chē)載系統(tǒng)對(duì)交通標(biāo)志進(jìn)行識(shí)別,再反饋給駕駛員,為駕駛提供路況信息,使駕駛員能夠?qū)β窙r做出準(zhǔn)確的判斷,減少交通意外的發(fā)生。另一方面,對(duì)于無(wú)人駕駛和交通標(biāo)志的識(shí)別,也l揮著重要的維護(hù)作用。
近幾十年來(lái),交通標(biāo)志檢測(cè)與識(shí)別受到了諸多學(xué)者的關(guān)注與研究,ITS在減少安全事故和緩解道路壓力方面發(fā)揮著重要作用,交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)TSR(Traffic Sign Recognition)也應(yīng)運(yùn)而生。交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)包括很多方面,交通標(biāo)志檢測(cè)是其一個(gè)子方面,但其重視程度不言而喻,它的應(yīng)用范圍很廣,如無(wú)人駕駛車(chē)輛和駕駛員輔助系統(tǒng)等,在行車(chē)過(guò)程中,為駕駛員提供實(shí)時(shí)路況檢測(cè)。雖然目前在交通標(biāo)志檢測(cè)方面取得了一些突破性的進(jìn)展和一些階段性的成果,但隨著道路環(huán)境的多樣化和不確定因素,使得檢測(cè)仍存在諸多困難??偟膩?lái)說(shuō),交通標(biāo)志檢測(cè)實(shí)用性強(qiáng),關(guān)注度高,在任何時(shí)候熱度都不會(huì)消減,會(huì)引發(fā)更多的人去深入研究。
2交通標(biāo)志檢測(cè)系統(tǒng)組成
交通標(biāo)志檢測(cè)包括五部分:圖像采集,預(yù)處理,顏色分割,形狀檢測(cè),精準(zhǔn)定位。圖形的采集尤為重要,對(duì)于采集到傾斜的圖像,我們需要對(duì)其進(jìn)行矯正處理。對(duì)于正常圖像,大多數(shù)情況我們需要對(duì)其做預(yù)處理,以消除光照等的影響,然后可以通過(guò)交通標(biāo)志特有的顏色和形狀信息對(duì)其進(jìn)行分割處理,以得到待選區(qū)域。再根據(jù)一些特定的算法對(duì)干擾區(qū)域進(jìn)行剔除,從而得到目標(biāo)區(qū)域。對(duì)于目前交通標(biāo)志檢測(cè)的研究現(xiàn)狀,雖然取得了突破性的進(jìn)展,但各種算法亦有優(yōu)缺點(diǎn),面對(duì)復(fù)雜多變的交通環(huán)境很難做出很好的檢測(cè),所以有必要對(duì)交通標(biāo)志的檢測(cè)進(jìn)行更進(jìn)一步的討論和研究。
3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
3.1國(guó)外研究現(xiàn)狀
早在1987年日本就進(jìn)行了交通標(biāo)志的檢測(cè)與識(shí)別,采用了模板匹配的經(jīng)典算法,其平均識(shí)別時(shí)間為0.5秒。發(fā)到國(guó)家也不甘落后,1993年美國(guó)針對(duì)“停車(chē)”的標(biāo)志研究開(kāi)發(fā)了ADIS系統(tǒng),采用了顏色聚類(lèi)的方法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),然而AIDS存在一個(gè)明顯的缺陷,就是時(shí)間不穩(wěn)定。為了滿(mǎn)通標(biāo)志時(shí)間識(shí)別的精確性,1994年,戴姆勒-奔馳汽車(chē)公司與大學(xué)合作開(kāi)發(fā),最終,一個(gè)全新的系統(tǒng)誕生了,其速度之快令人嘆服,達(dá)到3.2s/幅,交通標(biāo)志數(shù)據(jù)庫(kù)中,有40000多幅圖像,其識(shí)別準(zhǔn)確率為98%。交通標(biāo)志檢測(cè)與識(shí)別研究進(jìn)入新千年。越來(lái)越多的科研工作者和科研機(jī)構(gòu)加入到交通標(biāo)志檢測(cè)與識(shí)別中去,使得檢測(cè)技術(shù)有了很大的進(jìn)步。在2001年Winconsin大學(xué)的Liu和Ran基于HIS空間的顏色閾值分割法,結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行識(shí)別,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)顯示該系統(tǒng)的準(zhǔn)確率為95%。2005年Carethloy實(shí)驗(yàn)室和Nick Barnes自動(dòng)化研究所利用交通標(biāo)志在圖形上的對(duì)稱(chēng)性來(lái)確定交通標(biāo)志的質(zhì)心位置,其建立的交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)的準(zhǔn)確率為95%。在2009年Muhammad等人運(yùn)用多個(gè)方法進(jìn)行識(shí)別實(shí)驗(yàn)得到最好的識(shí)別準(zhǔn)確率為97%。2011年德國(guó)以德國(guó)交通標(biāo)志數(shù)據(jù)庫(kù)(GTSRB)為基礎(chǔ)舉辦了交通標(biāo)志識(shí)別大賽(IJCNN2011)。標(biāo)志著交通標(biāo)志檢測(cè)與識(shí)別受到了全世界的高度關(guān)注,這也促進(jìn)了交通標(biāo)志檢測(cè)與識(shí)別的研究進(jìn)展。Ciresan等人在IJCNN2011大賽上采用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Deep Convolution Neural Network)識(shí)別算法得到了比人類(lèi)識(shí)別平均率高的結(jié)果。2013年,對(duì)于交通標(biāo)志檢測(cè)系統(tǒng),Kim J.B將視覺(jué)顯著性模型運(yùn)用到其中,使交通識(shí)別的準(zhǔn)確性更高。
3.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
與國(guó)外相比,在時(shí)間上,對(duì)于交通檢測(cè)系統(tǒng),我國(guó)運(yùn)用的稍微落后。在交通標(biāo)志檢測(cè)研究方面,將顏色和形狀結(jié)合的相關(guān)檢測(cè)方法較為廣泛,在識(shí)別算法方面,國(guó)內(nèi)一些學(xué)者也取得了顯著性的成果。在2000年郁梅提出了一種基于顏色的快速檢測(cè)方法。2004年,根據(jù)不變矩特征和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),王坤明等人對(duì)交通識(shí)別系統(tǒng)做了進(jìn)一步的闡述。2008年,交通識(shí)別系統(tǒng)有了進(jìn)一步的發(fā)展,以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),寧波大學(xué)朱雙東教授等人將交通標(biāo)志的顏色區(qū)分成了五種最基本的顏色。2012年朱淑鑫在RGB和HIS空間上進(jìn)行多閾值分割。2013年,“紅色位圖”方法被提出,其主要利用在邊緣信息的形狀檢測(cè)上,王剛毅希望通過(guò)這一方法來(lái)提高紅色圓形標(biāo)志區(qū)域的檢測(cè)率。
4交通標(biāo)志檢測(cè)算法現(xiàn)狀
我國(guó)的交通標(biāo)志主要分為警告、禁止、指示三大類(lèi),交通標(biāo)志顏色主要有紅色、藍(lán)色、黑色、黃色和白色五種基本顏色,交通標(biāo)志的形狀有四大類(lèi),即三角形、矩陣、八邊形和圓形。目前針對(duì)道路交通標(biāo)志檢測(cè)的算法主要是基于顏色的檢測(cè)、形狀的檢測(cè)以及顏色和形狀相結(jié)合的檢測(cè),下面我們對(duì)常見(jiàn)的檢測(cè)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的概述。
4.1基于色的檢測(cè)方法
由于交通標(biāo)志具有很明顯的顏色特征,所以很多文獻(xiàn)都對(duì)這一方法做了討論和研究。常見(jiàn)的顏色空間有RGB、HSI、Lab、Ycgcr、Ycbcr等。De La Escalear A等人運(yùn)用RGB閾值的方法將顏色分類(lèi)。但此方法受光照影響因素較大,為了減少光照等環(huán)境因素的影響,Ruta等人提出了RGB空間顏色增強(qiáng)的方法,這種方法可以快速將標(biāo)志區(qū)域檢測(cè)出來(lái)。由于RGB空間亮度和色度的混合在一起的,后來(lái)研究者們運(yùn)用了更符合人類(lèi)對(duì)顏色的視覺(jué)理解的HIS、HSV空間。為了使交通標(biāo)志的檢測(cè)精度更高,在HIS空間中設(shè)定閾值這個(gè)方法被提出了,事實(shí)上,一個(gè)交通標(biāo)志可以由幾種顏色構(gòu)成,因此,S.LafuenteCArroyo等人希望通過(guò)這種方法對(duì)于不同顏色的交通標(biāo)志都能檢測(cè)出來(lái)。但HIS顏色空間聚類(lèi)效果不好,因此,為了更好的對(duì)交通標(biāo)志的顏色進(jìn)行區(qū)分,選擇聚類(lèi)效果好的顏色空間至關(guān)重要,在此基礎(chǔ)上,Jitendra N.Chourasia等人主張使用Ycbcr顏色區(qū)間。
4.2基于形狀的檢測(cè)方法
除了利用顏色對(duì)交通標(biāo)志進(jìn)行檢測(cè)之外,還可以利用交通標(biāo)志的形狀,這也是其另一個(gè)重要的特點(diǎn)。最常用的檢測(cè)圓形和直線(xiàn)是Hough變換,事實(shí)證明,Kuo W J等人通過(guò)Hough變換,對(duì)交通標(biāo)志進(jìn)行檢測(cè),效果顯著,但由于其計(jì)算量大的原因不適用于實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)。另一種形狀檢測(cè)法是基于拐角提取算法,Escalera等人提出拐角檢測(cè)算法,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是根據(jù)形狀的變化所產(chǎn)生的像素點(diǎn)判斷能否為拐點(diǎn),來(lái)進(jìn)行檢測(cè),但是,其唯一的缺點(diǎn)是誤檢率也比較高。Rangarajan等人提出了一種最優(yōu)拐角檢測(cè)方法,通過(guò)設(shè)計(jì)好的掩膜與圖像做卷積運(yùn)算后將拐角檢測(cè)出來(lái),魯棒性好。
4.3基于顏色和形狀的檢測(cè)方法
既然基于顏色和基于形狀的方法都不能得到很好的交通標(biāo)志檢測(cè),于是很多學(xué)者將這兩種方法結(jié)合起來(lái),產(chǎn)生了綜合顏色和形狀的檢測(cè)方法。并也取得了一些顯著性的成果。M.Zadeh等人利用圖像處理的相關(guān)知識(shí),先把圖像進(jìn)行顏色分割,再運(yùn)用形態(tài)學(xué)的相關(guān)方法提取區(qū)域邊緣,最后對(duì)待定區(qū)域進(jìn)行跟蹤和幾何分析,從而提取得到目標(biāo)檢測(cè)區(qū)域。但該方法對(duì)噪聲特別敏感。所以當(dāng)圖像的噪聲很強(qiáng)時(shí)這種檢測(cè)方法的效果并不理想。
5交通標(biāo)志檢測(cè)與識(shí)別難點(diǎn)
盡管近幾十年提出了很多新的檢測(cè)方法,但目前的研究成果還不能夠勝任復(fù)雜多變的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)TSR設(shè)計(jì)到多個(gè)研究領(lǐng)域,包括圖像處理、人工智能、模式識(shí)別和機(jī)器學(xué)習(xí)等相關(guān)領(lǐng)域,因此,關(guān)于交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)的研究任重而道遠(yuǎn),在未來(lái),不管是自然場(chǎng)景下,還是復(fù)雜場(chǎng)景下,對(duì)于交通識(shí)別系統(tǒng)研究,都應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注?,F(xiàn)階段交通標(biāo)志檢測(cè)與識(shí)別主要面臨的困難和挑戰(zhàn)如下:
(1)環(huán)境對(duì)交通標(biāo)志的影響。這主要表現(xiàn)在四季中風(fēng)雨對(duì)交通標(biāo)志的損壞,這在一定程度上會(huì)降低圖像的清晰度。交通標(biāo)志長(zhǎng)年暴露在外面,難免會(huì)出現(xiàn)變形、污損、褪色等情況,這對(duì)檢測(cè)也造成了困難。
(2)拍攝角度的影響。不同的拍攝角度對(duì)檢測(cè)具有比較大的影響,對(duì)傾斜的圖像我們需要對(duì)其做一個(gè)矯正處理。
(3)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景環(huán)境中有很多干擾物體,使得在分割的時(shí)候會(huì)把不是標(biāo)志的物體也分割出來(lái),對(duì)我們檢測(cè)帶來(lái)了一定程度上的干擾。
(4)交通標(biāo)志類(lèi)型復(fù)雜,種類(lèi)多,目前所了解的就有130多種,包括警告標(biāo)志、指示標(biāo)志、禁令標(biāo)志、指路標(biāo)志等等,給檢測(cè)大大增加了難度。
(5)實(shí)時(shí)性改進(jìn)的問(wèn)題,由于汽車(chē)移動(dòng)速度快,而且在移動(dòng)過(guò)程中往往在一定程度上有抖動(dòng)和變速等動(dòng)作,捕捉到的圖像會(huì)產(chǎn)生變形模糊,處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致司機(jī)反應(yīng)時(shí)間縮短。
(6)準(zhǔn)確率有待進(jìn)一步提升。準(zhǔn)確率太低的話(huà)不但達(dá)不到駕駛輔助作用,反而會(huì)引起交通事故發(fā)生。
(7)沒(méi)有公用樣本數(shù)據(jù)。國(guó)內(nèi)目前統(tǒng)一的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)庫(kù)尚未建立起來(lái)。
(8)智能交通識(shí)別系統(tǒng)服務(wù)于大眾,因此需要考慮經(jīng)濟(jì)成本問(wèn)題。
綜合以上可知,由于在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中以上問(wèn)題的存在,所以在設(shè)計(jì)道路交通標(biāo)志檢測(cè)與識(shí)別算法的時(shí)候必須有針對(duì)性的解決上訴問(wèn)題。
6總結(jié)
總的來(lái)說(shuō),交通標(biāo)志檢測(cè)與識(shí)別系統(tǒng)(TSR)的發(fā)展前景非常好,被廣泛運(yùn)用于輔助駕駛系統(tǒng)、無(wú)人汽車(chē)駕駛和各種道路檢測(cè)標(biāo)志的檢測(cè)修復(fù)等領(lǐng)域。本文主要對(duì)國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀做了一個(gè)回顧和分析,許多研究學(xué)者也做出了一些階段性的成果和進(jìn)展,但由于自然環(huán)境下一些復(fù)雜多變的因素對(duì)檢測(cè)造成了困難和挑戰(zhàn),因此TSR系統(tǒng)的研究還面臨許多難題有待解決。隨著人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等算法的提升,我們堅(jiān)信未來(lái)的道路交通標(biāo)志檢測(cè)與識(shí)別會(huì)邁上一個(gè)新的臺(tái)階。
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關(guān)鍵詞:交通標(biāo)志;檢測(cè);識(shí)別;技術(shù)分析
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.238
0 引言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,交通行業(yè)也在逐步強(qiáng)化,但是人們雖然享受著交通代步工具的便利,但也面臨著越來(lái)越擁堵的交通情況,在實(shí)際的道路使用過(guò)程中,交通標(biāo)志的相應(yīng)問(wèn)題得到了社會(huì)各界廣泛的關(guān)注。對(duì)于基礎(chǔ)交通標(biāo)志的檢測(cè)和識(shí)別技術(shù),雖然我國(guó)在相應(yīng)的研發(fā)領(lǐng)域已經(jīng)有了很大的突破,但是還需要更加深化的研究和升級(jí)。
1 交通標(biāo)志的檢測(cè)
對(duì)于交通標(biāo)志的檢測(cè),主要進(jìn)行的就是對(duì)于顏色和形狀的檢測(cè),但是形狀檢測(cè)手段的實(shí)施中,相應(yīng)的技術(shù)手段不能提供十分明確的數(shù)據(jù)體現(xiàn),因此主要進(jìn)行的就是對(duì)于交通標(biāo)志顏色信息的甄別和測(cè)試。目前,我國(guó)研究比較健全的檢測(cè)方式主要是針對(duì)彩色模型分量差值的色彩分析。
1.1 三色模型分割算法
經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)的分析,在差異性的亮度情況下,相同的顏色會(huì)根據(jù)不同的分量差值形成一定的區(qū)域范圍,三色模型的相對(duì)差值就是交通標(biāo)志分割算法的實(shí)質(zhì)。在實(shí)際推算中三色模型形成的基本結(jié)構(gòu)是:
并且保證相應(yīng)的關(guān)系式:當(dāng)(r-g)>0.08&(r-b)>0.08時(shí),相應(yīng)的顏色關(guān)系顯示,呈現(xiàn)的就是紅色的像素;當(dāng)(r-b)>0.12&(g-b)>0.12時(shí),相應(yīng)的顏色關(guān)系顯示,呈現(xiàn)的就是黃色像素;當(dāng)(b-g)>0.01&(b-r)>0.01時(shí),相應(yīng)的顏色關(guān)系顯示,呈現(xiàn)的就是藍(lán)色像素。當(dāng)基礎(chǔ)數(shù)值不在這個(gè)關(guān)系范圍內(nèi),顯示的就是其他形式的色素。
1.2 交通基礎(chǔ)標(biāo)志的區(qū)域過(guò)濾
在自然環(huán)境中,存在著許多與交通標(biāo)志相似的事物,這會(huì)導(dǎo)致吸引人群關(guān)注的區(qū)域是非交通標(biāo)注區(qū)域,而實(shí)際分割時(shí)就會(huì)形成錯(cuò)誤的基礎(chǔ)分割。并且這些區(qū)域無(wú)論是從顏色還是形狀都有很大的波動(dòng)性和不確定性,差異的區(qū)分也不是很明顯。就要求人們?cè)趯?duì)交通標(biāo)志關(guān)注時(shí),進(jìn)行特性化標(biāo)志的記憶,形成比較穩(wěn)定的識(shí)別結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)表明,人們通過(guò)標(biāo)志的基本性特征來(lái)確定基礎(chǔ)閾值,能有效對(duì)相應(yīng)的混淆標(biāo)志進(jìn)行合理化過(guò)濾。在實(shí)體的標(biāo)志留存過(guò)程中,由于角度和視線(xiàn)的差異,可以盡量擴(kuò)展閾值范圍,保證正確的交通標(biāo)志不被遺漏。對(duì)于交通標(biāo)志的基本閾限有這樣的數(shù)據(jù)指導(dǎo),詳見(jiàn)表1。
在實(shí)體化的交通標(biāo)志區(qū)域的分割和劃分過(guò)程中,需要對(duì)相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)具有的特殊性質(zhì)和標(biāo)志性特點(diǎn)進(jìn)行基礎(chǔ)判別,形成的局部區(qū)域數(shù)量直接決定相應(yīng)人群的區(qū)域搜索時(shí)間,區(qū)域分割數(shù)目與區(qū)域搜索時(shí)間成線(xiàn)性正比??偨Y(jié)起來(lái)就是,相關(guān)工作人員先進(jìn)行相應(yīng)圖像的采集,然后進(jìn)行相應(yīng)的空間差值分割,以保證正確地尋找全部的目標(biāo)區(qū)域。在對(duì)區(qū)域進(jìn)行劃分時(shí),初步判斷是否滿(mǎn)足基本閾值,對(duì)于不符合的項(xiàng)目進(jìn)行目標(biāo)的刪除,最終形成基礎(chǔ)形狀的判斷以及基本含義的識(shí)別。
2 交通標(biāo)志的識(shí)別
2.1 通過(guò)模板匹配識(shí)別交通標(biāo)志
在實(shí)際的交通標(biāo)志識(shí)別過(guò)程中,模板匹配方法是比較常規(guī)的識(shí)別手段,不僅計(jì)算比較簡(jiǎn)約,而且在具體實(shí)際操作中也比較容易實(shí)現(xiàn),另外,在實(shí)體操作過(guò)程匯總也可運(yùn)用其很好地?cái)U(kuò)展性能進(jìn)行優(yōu)化的標(biāo)志識(shí)別,基于以上的模板優(yōu)勢(shì),使相應(yīng)的模板匹配識(shí)別方法成為了多數(shù)研究者比較熱衷的研究模式。在實(shí)際的模板匹配操作中,比較常用的運(yùn)算角度主要有三種,多角度模板、多尺度模板以及模板匹配的相似度度量。多角度模板主要特點(diǎn)是旋轉(zhuǎn)模板圖像的數(shù)量堆積,形成精確識(shí)別目標(biāo)的最終結(jié)果。多尺度模板的主要特點(diǎn)是對(duì)模板內(nèi)部信息的識(shí)別,形成簡(jiǎn)單穩(wěn)定的相似性計(jì)算。模板匹配的相似度度量就是針對(duì)相似度進(jìn)行一定的閾值限制,基本相似的情況就同屬相同的交通標(biāo)志。
2.2 交通標(biāo)志檢測(cè)的基礎(chǔ)結(jié)果
在實(shí)際的檢測(cè)結(jié)果比較過(guò)程中,比較常用的手段有兩種:相關(guān)系數(shù)度量法和歐式距離法。都能對(duì)相應(yīng)的識(shí)別率進(jìn)行基礎(chǔ)的提升,但是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,還是相關(guān)系數(shù)度量法的基礎(chǔ)效果更好。因?yàn)?,在?shí)際操作中,不會(huì)形成比較明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并且外界的因素影響也隨之減少很多,尤其是對(duì)于離散噪聲的削減程度。因此,使用相關(guān)系數(shù)度量法能有效地判斷相應(yīng)的交通標(biāo)志檢測(cè)結(jié)果,對(duì)于交通標(biāo)志的識(shí)別正確率也能得到有效地提升。詳細(xì)的抽樣數(shù)據(jù)請(qǐng)見(jiàn)表2。
3 結(jié)束語(yǔ)
交通標(biāo)志的檢測(cè)與識(shí)別是一項(xiàng)十分艱巨的時(shí)代任務(wù),要求相關(guān)工作人員認(rèn)真在實(shí)踐中進(jìn)行思考和探索,保證對(duì)于交通標(biāo)志進(jìn)行細(xì)化的研究,這對(duì)于智能代步工具的發(fā)展起著非常重要的作用。相關(guān)的研究人員和項(xiàng)目監(jiān)管人員要從根本應(yīng)用的角度出發(fā),結(jié)合實(shí)際的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和探索,才能有效助推智能化識(shí)別時(shí)代的發(fā)展??偠灾瑥?qiáng)化交通標(biāo)志的檢測(cè)和識(shí)別技術(shù),是具有劃時(shí)代意義的研究方向。
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關(guān)鍵詞:城鄉(xiāng)結(jié)合部 交通標(biāo)志 安全 道路
引言:城鄉(xiāng)結(jié)合部是在城市發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)特殊區(qū)域,它具有城市和鄉(xiāng)村的兩重性。隨著城市化進(jìn)程的深入以及城市對(duì)外交通的日益增加,該區(qū)域的道路車(chē)流量猛增,造成了交通供給與需求之間的不平衡,同時(shí)城鄉(xiāng)結(jié)合部也成為了交通安全事故的多發(fā)地帶。據(jù)統(tǒng)計(jì),2012年全國(guó)鄉(xiāng)村道路事故死亡人數(shù)上升13.9%。由于城鄉(xiāng)結(jié)合部在交通構(gòu)成和道路等方面的特殊性,加之設(shè)計(jì)者考慮的問(wèn)題角度不同,交通標(biāo)志的設(shè)置產(chǎn)生了諸多問(wèn)題。合理設(shè)置這一區(qū)域的交通標(biāo)志,有助于提高道路服務(wù)水平,減少交通事故的發(fā)生。
1. 城鄉(xiāng)結(jié)合部道路存在的問(wèn)題
1.1 交通分布時(shí)空不均勻
城鄉(xiāng)結(jié)合部由于其土地利用特性的差異,人口密集區(qū)域的城市道路承擔(dān)著主要的交通量,而人口相對(duì)稀少的鄉(xiāng)村的交通需求量較低。同時(shí)在上下班與節(jié)假日會(huì)形成明顯的進(jìn)出城高峰,造成嚴(yán)重堵塞。在這種需求嚴(yán)重不均衡的情況下,造成了城市區(qū)域與鄉(xiāng)村區(qū)域交通分布時(shí)空不均衡的特點(diǎn)。
1.2 城市道路使用功能錯(cuò)位
城鄉(xiāng)結(jié)合部由于其特殊的地理位置,道路既是過(guò)境交通的通道又承擔(dān)市內(nèi)出行。因此,城鄉(xiāng)實(shí)際兼有等級(jí)公路和城市道路雙重角色。這使得城郊結(jié)合部的道路設(shè)計(jì)既需要考慮到等級(jí)公路的施工標(biāo)準(zhǔn),又必須使其符合城市道路的供給需求。
1.3 交通環(huán)境惡劣
在中國(guó)城鎮(zhèn)化過(guò)程中,農(nóng)村的交通方式多為中小型客車(chē)、大型客車(chē)、農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)、摩托車(chē)、自行車(chē)以及步行等,這些交通工具的安全性、穩(wěn)定性、操控性等方面都比較差,再加上保養(yǎng)檢測(cè)審核的力度不夠,給道路交通造成了安全隱患。在小城鎮(zhèn)及郊區(qū),由于沿路興辦市場(chǎng)、開(kāi)店的現(xiàn)象非常嚴(yán)重,缺乏管理,道路被侵占現(xiàn)象嚴(yán)重。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)中,機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛員。城鄉(xiāng)結(jié)合部的交通參與者大多為附近鄉(xiāng)村居民,安全素質(zhì)普遍不高,交通違章現(xiàn)象嚴(yán)重,無(wú)證駕駛現(xiàn)象普遍。
2. 城鄉(xiāng)結(jié)合部交通標(biāo)志對(duì)交通安全的影響
城鄉(xiāng)結(jié)合部的地理位置與社會(huì)經(jīng)濟(jì)構(gòu)成特殊,交通運(yùn)行復(fù)雜,不能將城市或者鄉(xiāng)村的交通標(biāo)志設(shè)置方式直接應(yīng)用于該地區(qū)。城鄉(xiāng)結(jié)合部現(xiàn)有的交通標(biāo)志在設(shè)置上又許多不合理之處,使駕駛者不能及時(shí)有效的獲得信息,很容易導(dǎo)致交通安全事故。
2.1 交通標(biāo)志位置設(shè)置不合理
交通標(biāo)識(shí)的位置受環(huán)境影響大,道路原有地形條件或者道路兩旁的設(shè)施都會(huì)對(duì)其造成影響。交通標(biāo)志的位置布設(shè)是否合理對(duì)駕駛員是否能準(zhǔn)確掌握道路信息起著很重要的作用。由于城郊結(jié)合部公路路況復(fù)雜,
2.2 交通標(biāo)志內(nèi)容復(fù)雜,信息傳遞效率低
在行車(chē)過(guò)程中,尤其是在不熟悉的地區(qū),駕駛員主要依靠交通標(biāo)志信息來(lái)選擇行使方向。交通標(biāo)志信息量過(guò)大無(wú)疑會(huì)加重駕駛員的視覺(jué)符合。城鄉(xiāng)結(jié)合部常常承擔(dān)了連接城市和景區(qū)的作用,景區(qū)標(biāo)志牌文字往往較長(zhǎng),且和其他標(biāo)識(shí)放在一起,加長(zhǎng)了駕駛員的識(shí)別時(shí)間,這對(duì)高速行車(chē)安全是極為不利的。
2.3 交通標(biāo)識(shí)與路旁宣傳標(biāo)語(yǔ)混雜不清
城郊結(jié)合部道路兩旁常設(shè)有很多企業(yè)或是商家,這些企業(yè)商街為了吸引顧客,在外墻處張貼大幅廣告標(biāo)語(yǔ),或是向路中延伸出招牌。這些招牌標(biāo)語(yǔ)與交通標(biāo)識(shí)混合在一起,容易分散駕駛者的注意力,使交通標(biāo)識(shí)的提示警示能將降低。同時(shí),駕駛員在找尋交通標(biāo)識(shí)時(shí),由于上述因素的干擾,會(huì)導(dǎo)致減速而造成交通安全事故。
2.4 交通標(biāo)志連續(xù)性差
由于城鄉(xiāng)結(jié)合部道路等級(jí)的差異,以及監(jiān)管的不統(tǒng)一,存在標(biāo)志牌的信息斷鏈,即一段預(yù)告的信息在下一段沒(méi)有體現(xiàn)的情況。駕駛員行車(chē)過(guò)程中,需要接受較多的道路交通信息,如交通標(biāo)志、標(biāo)線(xiàn)、廣告等,均會(huì)對(duì)目標(biāo)交通信息產(chǎn)生干擾。同時(shí), 在長(zhǎng)時(shí)間行駛過(guò)程中,駕駛員記憶認(rèn)知能力有限,需要對(duì)重要的信息按一定規(guī)律重復(fù),以與駕駛員的認(rèn)知能力和過(guò)程相符,減少視覺(jué)干擾和視覺(jué)遺忘,確保駕駛員做出正確的駕駛行為
3. 城鄉(xiāng)結(jié)合部交通標(biāo)志設(shè)置優(yōu)化對(duì)策
鑒于城鄉(xiāng)結(jié)合部的特殊地理位置與功能特點(diǎn),交通標(biāo)志設(shè)置時(shí)應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持“以人為本,因地制宜”的原則,綜合考慮各方面需求,著重加強(qiáng)交通標(biāo)志的指導(dǎo)性作用,合理安排版面內(nèi)容與信息量的多少,使駕駛員能夠輕松獲得道路信息。
3.1 標(biāo)志位置設(shè)置規(guī)范、醒目
為了給駕駛員提供良好的信息提示,道路兩旁的交通標(biāo)志按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范設(shè)計(jì)。在遇到遮擋物時(shí),應(yīng)選擇避開(kāi)或者適當(dāng)清理遮擋,使交通標(biāo)志盡量醒目,給駕駛者提供及時(shí)有效的信息,以增強(qiáng)交通安全。
3.2 標(biāo)志設(shè)置注意連續(xù)性
城鄉(xiāng)結(jié)合部聚集著大量的過(guò)境交通,只有保證交通標(biāo)志信息有規(guī)律的連續(xù)和重復(fù)出現(xiàn),才能正確引導(dǎo)過(guò)境車(chē)輛行駛。對(duì)于城市主要道路與鄉(xiāng)村道路的連接處,應(yīng)適當(dāng)增加交通標(biāo)志的數(shù)量,保證信息的重復(fù)出現(xiàn),并提前對(duì)出口方向標(biāo)志性建筑進(jìn)行引導(dǎo),。對(duì)于鄉(xiāng)村道路部分,要注意與城市道路標(biāo)志的銜接,如果是通往重點(diǎn)地區(qū)或景區(qū)的必經(jīng)路段,要設(shè)置標(biāo)志指引目的地,這種標(biāo)志需具有很好的針對(duì)性,以免車(chē)輛迷失方向。
3.3 規(guī)范交通標(biāo)志排版及內(nèi)容
交通標(biāo)志應(yīng)嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)規(guī)定,區(qū)分顏色、形狀等,做到字體大小統(tǒng)一。為方便駕駛員盡快獲取信息,應(yīng)盡量以圖像表示。在陳列路名、景點(diǎn)名稱(chēng)等信息時(shí),需要注意英文翻譯的正確性,嚴(yán)格控制標(biāo)志上的不必要信息(如商業(yè)信息)的出現(xiàn)。
3.4 規(guī)范道旁商家廣告
統(tǒng)一與規(guī)范佇立在道路兩旁的商家標(biāo)志牌或者廣告,應(yīng)使用統(tǒng)一的標(biāo)志形式,方便駕駛員的辨認(rèn)。對(duì)標(biāo)志牌或廣告的設(shè)立位置、高度、字體顏色、形狀、大小等進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)定。
4. 結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)對(duì)城鄉(xiāng)結(jié)合部的問(wèn)題分析出發(fā),闡述了供需不平衡的問(wèn)題,綜合分析了交通標(biāo)示對(duì)城鄉(xiāng)結(jié)合部交通安全的影響, 并提出了一系列針對(duì)性強(qiáng)的優(yōu)化對(duì)策??茖W(xué)合理地設(shè)置城鄉(xiāng)結(jié)合部交通標(biāo)志,可以在一定程度上緩解該地區(qū)由于地理位置和社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)等特殊屬性帶來(lái)的交通壓力,減少交通事故的發(fā)生概率,提高道路的服務(wù)質(zhì)量。
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關(guān)鍵詞: 道路交通;標(biāo)志標(biāo)線(xiàn); 施工技術(shù)
1道路交通標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)定義
道路交通標(biāo)志是用圖形符號(hào)、文字、顏色向道路交通參與者提供有關(guān)道路交通系統(tǒng)信息,用以管制和引導(dǎo)交通的安全設(shè)施,在道路交通技術(shù)中廣泛地被廣大道路使用者所接觸,是駕駛員行車(chē)的方向和向?qū)?。交通?biāo)志分為主標(biāo)志和輔助標(biāo)志兩大類(lèi)。其中主標(biāo)志包括警告標(biāo)志、禁令標(biāo)志、指示標(biāo)志、指路標(biāo)志、旅游區(qū)標(biāo)志和道路施工安全標(biāo)志。輔助標(biāo)志附設(shè)在主標(biāo)志下,起輔助說(shuō)明作用,就區(qū)域習(xí)慣而言,某些地方較少使用輔助標(biāo)志。道路交通標(biāo)線(xiàn)是由標(biāo)劃于路面上的各種線(xiàn)條、箭頭、文字、立面標(biāo)記、突起路標(biāo)和輪廓標(biāo)等所構(gòu)成的交通安全設(shè)施。它的作用是管制和引導(dǎo)交通,可以與標(biāo)志配合使用,也可單獨(dú)使用。
2交通標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)設(shè)置原則
(1)設(shè)置道路交通標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)應(yīng)統(tǒng)一考慮,總體布局。標(biāo)志的設(shè)置應(yīng)做到一致性、連貫性,給駕駛者提供全面的道路信息,滿(mǎn)足各種道路交通信息的需要。
(2)設(shè)置道路交通標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)應(yīng)確保行車(chē)安全、快捷、順暢。標(biāo)志的設(shè)置應(yīng)以不熟悉當(dāng)?shù)芈肪W(wǎng)體系的駕駛者為對(duì)象,通過(guò)標(biāo)志的指引,使其順利地抵達(dá)目的地,不允許發(fā)生錯(cuò)向行駛。
(3)充分考慮駕駛者是在移動(dòng)狀態(tài)下獲取信息的特殊性以及道路使用者構(gòu)成的多樣性和其對(duì)標(biāo)志、標(biāo)線(xiàn)理解、依賴(lài)程度的差異性,所傳遞的信息應(yīng)當(dāng)給予道路使用者在動(dòng)態(tài)條件下發(fā)現(xiàn)、判讀信息及采取行動(dòng)的時(shí)間和前置距離,對(duì)于重要的信息應(yīng)當(dāng)按一定順序重復(fù)出現(xiàn)。
(4)高度重視道路附屬設(shè)施及路上構(gòu)造物對(duì)道路標(biāo)志視認(rèn)性的影響,在標(biāo)志布置時(shí)要隨時(shí)注意上述設(shè)施對(duì)版面的遮擋,以免影響標(biāo)志的視認(rèn)性。對(duì)行道樹(shù)和中央分隔帶,必須注意枝葉對(duì)標(biāo)志視認(rèn)性的影響。在道路交叉口應(yīng)避免交通標(biāo)志林立遮擋,妨礙司機(jī)視線(xiàn)和影響道路景觀(guān)。
(5)道路標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)的設(shè)置要滿(mǎn)足道路的景觀(guān)要求,使之不僅滿(mǎn)足它的功能性要求,而且能夠成為道路沿線(xiàn)景觀(guān)的重要組成部分。能夠?yàn)轳{駛?cè)藛T帶來(lái)一個(gè)愉悅的心情,不至于出現(xiàn)疲勞狀態(tài),從而在很大程度上消除了行車(chē)的安全隱患。
3道路交通標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)的設(shè)計(jì)分析
3.1標(biāo)志設(shè)計(jì)
(1)圖形設(shè)計(jì)
圖形標(biāo)志相對(duì)于文字標(biāo)志,駕駛員對(duì)圖形、符號(hào)標(biāo)志更容易理解。在低視覺(jué)條件下,圖形符號(hào)無(wú)論在辨認(rèn)速度還是在辨認(rèn)距離上均比文字信息更有優(yōu)勢(shì)。圖形設(shè)計(jì)要具有簡(jiǎn)練、直觀(guān)性。標(biāo)志圖形所傳達(dá)的意義應(yīng)該準(zhǔn)確,有吸引性。圖形不僅要簡(jiǎn)潔明了,還要有效吸引人的注意,并準(zhǔn)確傳達(dá)信息,不造成道路使用者對(duì)圖形信息產(chǎn)生歧義或模糊的理解。
(2)色彩設(shè)計(jì)
由于色彩在色相、明度和純度上的不同屬性,能帶給人不同的心理效應(yīng)。充分認(rèn)識(shí)色彩的生理與心理特性,能夠使其在交通標(biāo)志的色彩設(shè)計(jì)中發(fā)揮重要的作用。通過(guò)顏色的刺激,使人很容易從復(fù)雜的駕駛環(huán)境中辨認(rèn)出交通標(biāo)志。例如紅色和黃色等暖色是前進(jìn)色,給人以緊迫感,視認(rèn)性好。再者,通過(guò)顏色的象征性和聯(lián)想性作用,使人能迅速地解讀交通標(biāo)志的內(nèi)容。
(3)文字設(shè)計(jì)
在道路交通標(biāo)志中,文字是傳達(dá)信息最直接的工具。無(wú)論采取哪種類(lèi)型文字,字體、字號(hào)、字體顏色都必須設(shè)計(jì)得合理規(guī)范。版面上的字體要統(tǒng)一,字號(hào)大小要根據(jù)信息主次關(guān)系而定,字距要適中,排列要協(xié)調(diào),體現(xiàn)易讀性高和美觀(guān)相結(jié)合的特點(diǎn)。字體設(shè)計(jì)中,不應(yīng)簡(jiǎn)單調(diào)用電腦字庫(kù)中的字體,應(yīng)考慮多種因素,進(jìn)行有效實(shí)驗(yàn)后而進(jìn)行設(shè)計(jì)。
(4)版式設(shè)計(jì)
交通標(biāo)志的版面設(shè)計(jì)是道路交通信息的具體反映。排版要體現(xiàn)實(shí)用性和美觀(guān)性。標(biāo)志牌上的圖形、符號(hào)、文字等要素編排要美觀(guān)、合理,符合人的視覺(jué)流程和認(rèn)知心理。并且使道路語(yǔ)言體現(xiàn)得更生動(dòng),信息傳遞更準(zhǔn)確有效。再者,要控制版面信息量,防止信息過(guò)載。信息量要根據(jù)路況和人的視覺(jué)生理特點(diǎn)來(lái)合理安排。另外,要合理設(shè)計(jì)版面的比例和尺寸。
3.2標(biāo)線(xiàn)設(shè)計(jì)
道路標(biāo)線(xiàn)的設(shè)計(jì),必須要做到信息規(guī)范,必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,符合人的生理和心理特點(diǎn),滿(mǎn)足道路使用者出行的信息需求,提供的信息要明確、簡(jiǎn)潔,指示明確。標(biāo)線(xiàn)設(shè)置的根本目的是為了提高車(chē)輛通行的安全性,所以尺寸、位置要合理。必須結(jié)合實(shí)際的道路類(lèi)型和狀況,嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)施。否則會(huì)造成駕駛員對(duì)交通標(biāo)線(xiàn)的誤讀,輕者造成違章,重者還有可能引發(fā)嚴(yán)重的交通事故。
4交通標(biāo)志施工技術(shù)
4.1基礎(chǔ)定位放樣
在施工前,應(yīng)根據(jù)批準(zhǔn)的施工組織設(shè)計(jì),依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、現(xiàn)場(chǎng)交底的控制樁點(diǎn)以及實(shí)際地形、地物情況進(jìn)行標(biāo)志位置的施工放樣,使用經(jīng)緯儀、鋼尺或者全站儀等測(cè)量?jī)x器,準(zhǔn)確確定交通標(biāo)志基礎(chǔ)的平面位置,以及交通標(biāo)志立柱中心的平面位置。若道路沿線(xiàn)的設(shè)施構(gòu)造物、高壓線(xiàn)等對(duì)標(biāo)志板面造成遮擋,影響標(biāo)志的認(rèn)讀,應(yīng)調(diào)整標(biāo)志的位置,并注意控制基礎(chǔ)標(biāo)高。測(cè)量人員在放線(xiàn)定位完畢后,在基坑開(kāi)挖前通知監(jiān)理工程師以便查看或檢測(cè)標(biāo)志位置。
4.2基坑開(kāi)挖
基坑位置、基坑幾何尺寸、深度應(yīng)滿(mǎn)足施工圖設(shè)計(jì)要求,基坑挖到圖紙規(guī)定的深度和大小,如有擾動(dòng)的開(kāi)挖面,加大開(kāi)挖量,達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定要求。基底應(yīng)整平夯實(shí),同時(shí)要控制好標(biāo)高。雙柱基礎(chǔ)不能同時(shí)施工。開(kāi)挖的基坑要防止雨水進(jìn)入。經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可進(jìn)行下一步施工。
4.3基礎(chǔ)混凝土澆注
標(biāo)志基礎(chǔ)根據(jù)設(shè)計(jì)的規(guī)定進(jìn)行就地澆注,要按照施工配合比拌和混凝土,每個(gè)底座頂部的地面外露部分要按圖紙要求立模,要符合施工技術(shù)規(guī)范?;A(chǔ)鋼筋排列的形狀及各部件尺寸應(yīng)符合圖紙要求,鋼筋縱橫交叉處應(yīng)采用規(guī)定直徑的鐵絲綁扎牢固,不滑動(dòng),不遺漏。底座頂面抹平,所有基礎(chǔ)外露邊緣要修抹整齊、混凝土顏色一致。為保證雙柱式標(biāo)志安裝角度符合要求,對(duì)雙柱式標(biāo)志基礎(chǔ)施工時(shí),應(yīng)重點(diǎn)控制兩個(gè)基礎(chǔ)之間的中心線(xiàn),特別是兩個(gè)基礎(chǔ)高度不一致時(shí)。
4.4立柱安裝
立柱安裝時(shí)必須配有吊車(chē),標(biāo)志立柱應(yīng)盡量保證垂直,且不允許向車(chē)行道一側(cè)傾斜。因此,安裝的同時(shí)要檢查立柱的豎直度,用垂線(xiàn)和直尺(精度 0.5mm)測(cè)量,用垂線(xiàn)對(duì)照立柱的豎直方向,固定垂線(xiàn),量取立柱偏離垂線(xiàn)的距離及其對(duì)應(yīng)的立柱長(zhǎng),每處測(cè)量三次,并計(jì)算豎直度后取平均值,要求豎直度符合規(guī)范要求。雙柱式標(biāo)志或門(mén)架式標(biāo)志的兩根立柱均應(yīng)垂直并互相平行,其頂端在同一高度上,連接件應(yīng)對(duì)稱(chēng)布設(shè)。立柱安裝時(shí)要考慮到標(biāo)志板下緣至路面凈空高度及標(biāo)志板內(nèi)緣距路邊緣距離的要求。安裝時(shí),要注意保護(hù)立柱,不得有劃痕、檫傷等損傷。
5結(jié)束語(yǔ)
交通標(biāo)志和標(biāo)線(xiàn)是保障道路交通安全、暢通、有序的重要交通控制、管理和安全的設(shè)施,是為廣大道路使用者提供交通通行服務(wù)的重要載體和基本交通工程設(shè)施,也是交通管理部門(mén)正確行使管理職能的重要依據(jù)。因此,這就要求道路標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)的設(shè)計(jì)人員要進(jìn)一步提高標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)的設(shè)計(jì)水平與施工技術(shù),減少交通事故,最大限度地為道路使用者服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[1] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)道路交通標(biāo)志和標(biāo)線(xiàn) [S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.
關(guān)鍵詞:交通安全設(shè)施、質(zhì)量控制、施工工藝
中圖分類(lèi)號(hào):O213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
引言:交通標(biāo)志為交通參與者提供明確、直觀(guān)、易懂的交通信息,從而保障眾多出行者行車(chē)的安全和順暢,最大限度地發(fā)揮高速公路的功能。實(shí)踐證明,合理設(shè)置的交通標(biāo)志,可以提高高速公路的通行能力、減少交通事故、防止交通阻塞等。
一、國(guó)內(nèi)高速公路交通標(biāo)志的起步和發(fā)展 隨著我國(guó)人們生活水平的提高帶動(dòng)了汽車(chē)業(yè)的發(fā)展,從而牽動(dòng)著高速公路的高速建設(shè)。由于高速公路是徹底的非中斷通流設(shè)置,在正常情況下,高速公路上的車(chē)輛可以不停頓地連續(xù)行駛,這就導(dǎo)致了高速公路上的交通語(yǔ)言大部分依靠標(biāo)志標(biāo)牌來(lái)傳遞,人為的糾錯(cuò)措施不能連續(xù)不斷地跟蹤車(chē)輛,而標(biāo)志牌可以沿路連續(xù)不斷地為駕駛員提供信息。所以,我們可以把一些在城市道路上依靠交警規(guī)范檢查的交通規(guī)則用公益性的標(biāo)志標(biāo)牌表現(xiàn)出來(lái)。如何最大限度地發(fā)揮高速公路的服務(wù)功能和社會(huì)效益,是高速公路管理者和使用者最為關(guān)切的問(wèn)題。 我國(guó)最早使用的公益通標(biāo)志是在1999年北京四環(huán)路上的“請(qǐng)系好安全帶”。隨后上海市在《上海市高速公路、城市快速路及城市高架路交通標(biāo)志技術(shù)總則》中,也規(guī)定了一種系安全帶的公益標(biāo)志,沈大等高速公路也有這種公益通標(biāo)志。這些公益通標(biāo)志的設(shè)立,體現(xiàn)了交通標(biāo)志設(shè)置中的“以人為本”的設(shè)置理念和原則。高速公路的地理位置決定了其周邊環(huán)境比較單調(diào)、枯燥,如果在這種環(huán)境中設(shè)置一些公益通標(biāo)志,即可以使高速公路的景觀(guān)有所增色,又可向駕駛?cè)藛T發(fā)出要注意安全駕駛行車(chē)的具體信息,與國(guó)標(biāo)中要求必須設(shè)置的標(biāo)志、標(biāo)牌組成了一道道靚麗的美景,使廣大交通參與者行進(jìn)在祥和、溫馨、自律的交通氛圍中。公益通標(biāo)志的版面充滿(mǎn)了藝術(shù)性和人格化,沒(méi)有板著面孔訓(xùn)人的感覺(jué),而是用詼諧、幽默的畫(huà)面,以精練的語(yǔ)言、深切的關(guān)愛(ài)吸引著人們的視線(xiàn),提醒駕駛?cè)藛T提高安全意識(shí)和守法觀(guān)念,讓人記憶深刻。
二、高速公路交通標(biāo)志的施工工藝 1、施工要點(diǎn) 標(biāo)志工程的特征是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,布局分散,類(lèi)型非常多。施工前,應(yīng)特別注意現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合圖紙進(jìn)行實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。重點(diǎn):標(biāo)志樁號(hào),版面布局設(shè)計(jì)的內(nèi)容與實(shí)際相符,標(biāo)志設(shè)置后有無(wú)視線(xiàn)干擾、標(biāo)志基礎(chǔ)預(yù)留預(yù)埋情況(尤其是由土建單位預(yù)留的基礎(chǔ)),線(xiàn)外路網(wǎng)指路標(biāo)志情況等等,應(yīng)綜合各方面的因素提出有針對(duì)性的解決問(wèn)題的方法。實(shí)踐證明,現(xiàn)場(chǎng)踏勘(或稱(chēng)實(shí)地放樣)為項(xiàng)目的成功起著非常重要的作用。 2、施工技術(shù)及注意事項(xiàng) 1)基礎(chǔ)放樣工作應(yīng)特別重視。將標(biāo)志的放樣工作總結(jié)為“上下前后左右”6個(gè)字?!吧稀本褪强磾M設(shè)置基礎(chǔ)位置的上方有無(wú)高壓線(xiàn)等影響日后標(biāo)志吊裝或安裝的障礙物,“下”就是要調(diào)查清楚擬開(kāi)挖基礎(chǔ)的下方有無(wú)預(yù)留預(yù)埋管線(xiàn)、橫向排水管等,這里要特別注意中分帶、互通三角區(qū)位置的基礎(chǔ),在這些區(qū)域,光纜線(xiàn)路多,走向復(fù)雜,應(yīng)加以注意,防止發(fā)生損害光電纜情況?!扒昂蟆笔侵富A(chǔ)的前方或后方50-100米內(nèi)有無(wú)其他標(biāo)志或電子顯示屏、緊急電話(huà)、照明等設(shè)施,以免標(biāo)志安裝后對(duì)這些設(shè)施造成遮擋或被這些設(shè)施遮擋,影響總體功能的發(fā)揮。“左右”是指安裝后的標(biāo)志板外側(cè)邊緣距土路肩邊線(xiàn)的距離應(yīng)大于一定的規(guī)定值(單雙柱為250mm),避免日后標(biāo)志被車(chē)輛刮蹭,特別要注意互通區(qū)三角端出口標(biāo)志,一定要滿(mǎn)足左右兩側(cè)的安全凈距。 2)一般在標(biāo)志性建筑的設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)記底坡比為1:1.5,但實(shí)際情況卻并非如此。如果仍然根據(jù)設(shè)計(jì)施工,可能會(huì)發(fā)生底座的頂面嵌入邊坡土中或基底的頂部過(guò)度拔高,不利于日后的維修養(yǎng)護(hù)。
3)基礎(chǔ)法蘭位置應(yīng)準(zhǔn)確,特別是門(mén)架,單雙懸臂式標(biāo)志,對(duì)基礎(chǔ)件埋置的角度偏差要求非常高,應(yīng)引起極大重視。 3、標(biāo)志板面的制作。 交通標(biāo)志的字體圖庫(kù)應(yīng)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)出版社發(fā)行的正規(guī)圖庫(kù)字庫(kù)。這里介紹一下標(biāo)志鋁板的拼接。板面制作一般兩種工藝:1)鉚接;2)焊接。各有優(yōu)缺點(diǎn):一般來(lái)說(shuō)大型標(biāo)志使用焊接,效率高、強(qiáng)度高,適應(yīng)發(fā)展要求。 4、標(biāo)志安裝。 近幾年以來(lái),標(biāo)志牌的版面尺寸設(shè)計(jì)的越來(lái)越大,在安裝過(guò)程中由于需要登高作業(yè),大型標(biāo)志牌的安裝安全問(wèn)題日益突出。根據(jù)筆者多年的施工經(jīng)驗(yàn),標(biāo)志版面最小尺寸大于3.5米時(shí)(或者說(shuō)面積大于10m2時(shí)),施工中安全問(wèn)題應(yīng)引起特別重視,安裝過(guò)程存在的安全隱患:1)版面搬運(yùn)、翻轉(zhuǎn)過(guò)程中易墜落、砸傷;2)人員登高作業(yè)時(shí)(一般距基礎(chǔ)平面高度為2-8米),高空作業(yè)人員易墜落,下方配合人員易被落物擊傷;3)吊車(chē)吊裝安全。施工中應(yīng)有專(zhuān)人指揮協(xié)調(diào)上下作業(yè)人員以及人員與吊車(chē)的配合;登高所用梯子應(yīng)經(jīng)常檢查,確保牢固;登高作業(yè)人員應(yīng)戴安全帽、穿防滑鞋、及安全帶,這是重要的安全“三寶”;非登高配合人員務(wù)必配戴安全帽。值得一提的是,施工前應(yīng)用錐筒、標(biāo)志牌封閉整個(gè)作業(yè)區(qū),做好交通分流工作,確保安全。
三、交通標(biāo)志施工中應(yīng)注意的問(wèn)題 一般交通標(biāo)志的施工工序?yàn)椋夯A(chǔ)定位放樣一基坑開(kāi)挖一基礎(chǔ)混凝土澆注一標(biāo)志立柱安裝一標(biāo)志板安裝。 1、基礎(chǔ)定位放樣 交通標(biāo)志的設(shè)置要有一定的提前量,要能夠保證駕駛員有足夠的反應(yīng)時(shí)間來(lái)作出正確安全的判斷。駕駛員從看到標(biāo)志到按照標(biāo)志所提供的信息采取相應(yīng)的操作,通常經(jīng)過(guò)感知、判斷、操作幾個(gè)信息處理的階段。標(biāo)志的內(nèi)容不同,所需信息處理的時(shí)間也有所差異,完成這個(gè)過(guò)程一般需要3至10s的時(shí)間,在這段時(shí)間內(nèi)車(chē)輛已向前運(yùn)行了一段距離。因此,為了保證標(biāo)志的作用得以充分發(fā)揮,標(biāo)志應(yīng)提前一段設(shè)置,特別是對(duì)于警告標(biāo)志,距離危險(xiǎn)點(diǎn)的距離應(yīng)根據(jù)計(jì)算行車(chē)速度確定,不可少于安全停車(chē)視距。 在施工前,應(yīng)根據(jù)批準(zhǔn)的施工組織設(shè)計(jì),依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、現(xiàn)場(chǎng)交底的控制樁點(diǎn)以及實(shí)際地形、地物情況進(jìn)行標(biāo)志位置的施工放樣,使用經(jīng)緯儀、鋼尺或者全站儀等測(cè)量?jī)x器,準(zhǔn)確確定交通標(biāo)志基礎(chǔ)的平面位置,以及交通標(biāo)志立柱中心的平面位置。若道路沿線(xiàn)的設(shè)施構(gòu)造物、高壓線(xiàn)等對(duì)標(biāo)志板面造成遮擋,影響標(biāo)志的認(rèn)讀,應(yīng)調(diào)整標(biāo)志的位置,并注意控制基礎(chǔ)標(biāo)高。測(cè)量人員在放線(xiàn)定位完畢后,在基坑開(kāi)挖前通知監(jiān)理工程師以便查看或檢測(cè)標(biāo)志位置。 2、基坑開(kāi)挖 基坑位置、基坑幾何尺寸、深度應(yīng)滿(mǎn)足施工圖設(shè)計(jì)要求,基坑挖到圖紙規(guī)定的深度和大小,如有擾動(dòng)的開(kāi)挖面,加大開(kāi)挖量,達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定要求。雙柱基礎(chǔ)不能同時(shí)施工,開(kāi)挖的基坑要防止雨水進(jìn)入。經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可進(jìn)行下一步施工。 3、立柱安裝 1)立柱安裝時(shí)必須配有吊車(chē),標(biāo)志立柱應(yīng)盡量保證垂直,且不允許向車(chē)行道一側(cè)傾斜。因此,安裝的同時(shí)要檢查立柱的豎直度,用垂線(xiàn)和直尺《精度0.5mm)測(cè)量,每處測(cè)量三次,并計(jì)算豎直度后取平均值,要求豎直度符合規(guī)范要求。若豎直度不滿(mǎn)足要求,要不斷調(diào)整標(biāo)志桿豎直度。 2)雙柱式標(biāo)志或門(mén)架式標(biāo)志的兩根立柱均應(yīng)垂直并互相平行,其頂端在同一高度上,連接件應(yīng)對(duì)稱(chēng)布設(shè)。 3)立柱安裝時(shí)要考慮到標(biāo)志板下緣至路面凈空高度及標(biāo)志板內(nèi)緣距路邊緣距離的要求。 4)安裝時(shí),要注意保護(hù)立柱,不得有劃痕、檫傷等損傷。
結(jié)束語(yǔ):
交通標(biāo)志是交通安全設(shè)施的重要組成部分,交通標(biāo)志的工程質(zhì)量直接影響到道路整體工程質(zhì)量和現(xiàn)代運(yùn)輸?shù)囊蟆J┕ぶ袑?duì)交通標(biāo)志的質(zhì)量加以控制是完善交通標(biāo)志的重要手段。因此,從施工的角度來(lái)分析交通標(biāo)志質(zhì)量控制具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
關(guān)鍵詞: 交通標(biāo)志 顏色特征 圖像分割
一、引言
智能交通系統(tǒng)中先進(jìn)車(chē)輛控制與安全系統(tǒng)研究熱點(diǎn)主要集中在交通標(biāo)志識(shí)別、視覺(jué)增強(qiáng)等方面。道路交通標(biāo)志識(shí)別主要是通過(guò)在機(jī)動(dòng)車(chē)上安裝的攝像機(jī)捕獲自然場(chǎng)景圖像,再對(duì)圖像進(jìn)行檢測(cè),對(duì)圖像中的標(biāo)志加以識(shí)別,這樣可以輔助駕駛員從外界環(huán)境中獲取信息,提高駕駛安全性。
交通標(biāo)志主要利用圖形、顏色與字符結(jié)合,向人們傳遞信息,具有一定的特殊性,在識(shí)別時(shí)可充分利用交通標(biāo)志自身的顏色、形狀等方面的特征,進(jìn)行處理、提取加以識(shí)別。交通標(biāo)志按其作用可分兩大類(lèi):主標(biāo)志和輔助標(biāo)志,本文主要研究主標(biāo)志中的警告標(biāo)志、禁令標(biāo)志和指示標(biāo)志。
二、基于RGB色彩空間的交通標(biāo)志分割
在面向硬件設(shè)備時(shí)RGB是最常用的色彩模型,但RGB三個(gè)分量間存在較高的相關(guān)性,并且三個(gè)分量對(duì)光照亮度有一定的依賴(lài)性,亮度值發(fā)生變化會(huì)引起RGB三個(gè)分量值的改變。但交通標(biāo)志牌的檢測(cè)根據(jù)顏色的色度分割即可,不需要考慮顏色受亮度的影響,因此只需知道RGB之間的相對(duì)值即可[1],可將RGB三分量作標(biāo)準(zhǔn)化處理。在r,g,b色度坐標(biāo)系中,r+g+b=1,r,g,b分別表示為:
r=R/(R+G+B)g=G/(R+G+B)b=B/(R+G+B)
我國(guó)交通標(biāo)志主要由紅、黃、藍(lán)三種顏色組成,在R、G、B彩色空間中對(duì)這幾種顏色有規(guī)范的定義,但在實(shí)際應(yīng)用中,為了增強(qiáng)算法的健壯性,可根據(jù)采集到圖像對(duì)分割這幾種顏色的閾值進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。通過(guò)對(duì)RGB彩色空間研究發(fā)現(xiàn),不同顏色的R、G、B三分量之間的差值能夠保持在一定的范圍之內(nèi)。本文在歸一化的RGB彩色空間下,采用將不同顏色的R、G、B三分量的差值控制在適當(dāng)閾值范圍內(nèi)進(jìn)行分割的算法進(jìn)行有效分割,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在實(shí)際光照條件下,黃色更偏向于黃紅色,在對(duì)紅色進(jìn)行提取時(shí)黃色被誤認(rèn)為是紅色也提取出來(lái)了。因此,本文在紅色分割閾值中對(duì)黃色進(jìn)行了排除,調(diào)整為更加接近目標(biāo)的實(shí)際顏色,分割閾值如表1所示。
三、基于HSI色彩空間的交通標(biāo)志分割
HSI色彩空間模型從人的視覺(jué)系統(tǒng)出發(fā),直接使用顏色的三要素色調(diào)H(Hue)、飽和度S(Suatration)、亮度I(Intensity)來(lái)描述顏色。該模型H、S、I三分量之間相關(guān)性小,并且亮度分量與圖像的彩色信息無(wú)關(guān),具有可分離性[2,3]。本文實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),RGB空間彩色閾值分割處理不能完全消除光照影響,而HSI色彩模型中色調(diào)、飽和度信號(hào)與亮度信號(hào)分離,利用色調(diào)信號(hào)分割可消除光照影響。因此將采集到的實(shí)驗(yàn)圖像從RGB色彩空間轉(zhuǎn)換到HSI色彩空間進(jìn)行顏色檢測(cè)。
從RGB到HSI的色彩轉(zhuǎn)換可采用以下方法實(shí)現(xiàn):
對(duì)于給定的一幅RGB格式的圖像,可通過(guò)式(1)得到亮度分量值,式(2)得到飽和度分量值,式(3,4)得到每一個(gè)RGB像素和H分量。
假定RGB值歸一化為[0,1]范圍內(nèi),色調(diào)可用式(3)、式(4)得到的值除以360°歸一化為[0,1]范圍內(nèi),其他分量已在[0,1]范圍內(nèi)。
由于HSI這種色彩模型色調(diào)信號(hào)與亮度、陰影等無(wú)關(guān),因此用其進(jìn)行交通標(biāo)志檢測(cè)可極大削弱光照條件對(duì)檢測(cè)精度的影響。交通標(biāo)志中只有紅色、藍(lán)色、黃色是本文所感興趣的區(qū)域,因此對(duì)原始采集圖像提取紅、黃、藍(lán)這三類(lèi)區(qū)域必然能夠?qū)⒔煌?biāo)志提取出來(lái),但也會(huì)將背景圖像中屬于這三類(lèi)提取出來(lái)。由HSI色彩空間模型可知紅色為0°,黃色為45°,藍(lán)色為240°。在本文實(shí)驗(yàn)中考慮到交通標(biāo)志暴露在自然環(huán)境中,經(jīng)風(fēng)吹日曬雨淋后,會(huì)造成顏色不同程度地退化,顏色不可能固定,因此,實(shí)驗(yàn)中在HSI色彩空間將所要提取的紅色、藍(lán)色、黃色區(qū)域的相應(yīng)的H值適當(dāng)擴(kuò)大,表2給出了顏色分割閾值。
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看能夠有效排除綠色,但由于色彩的角度發(fā)生了偏離,飽和度也會(huì)發(fā)生一定的偏差。另外,亮度也會(huì)受光照、相機(jī)的拍攝角度影響,產(chǎn)生一些波動(dòng)。諸多原因?qū)е录t色提取結(jié)果錯(cuò)誤率較高,考慮到上述情況在分割標(biāo)準(zhǔn)中加入了飽和度和亮度的限制條件,本文最終采用了多閾值的分割方法,選用表3中的閾值對(duì)交通標(biāo)志進(jìn)行顏色分割。
四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
本文對(duì)從各種自然場(chǎng)景中采集到的300幅分辨率為800×600實(shí)驗(yàn)用圖像進(jìn)行檢測(cè),基于RGB色彩空間的分割法,平均耗時(shí)0.138秒,準(zhǔn)確率達(dá)89%。基于HSI色彩空間的分割法,平均耗時(shí)0.516秒,準(zhǔn)確率達(dá)95%。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看相比RGB色彩空間分割法,HSI色彩空間下的顏色分割效果較好,能很好地適應(yīng)光照的變化,有效地保留感興趣的目標(biāo)區(qū)域。
參考文獻(xiàn):
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本文主要對(duì)禁令、警告、指示三大類(lèi)交通標(biāo)志的檢測(cè)進(jìn)行了相關(guān)的研究,結(jié)合實(shí)際視頻圖像的特點(diǎn),提出了相應(yīng)的基于顏色和基于像素統(tǒng)計(jì)的形態(tài)學(xué)的檢測(cè)算法,并且完善改進(jìn),對(duì)算法的準(zhǔn)確率進(jìn)行了相關(guān)的統(tǒng)計(jì),同時(shí)提出了改進(jìn)方法。經(jīng)過(guò)實(shí)際數(shù)據(jù)檢測(cè)得知,該算法對(duì)于一般的道路交通標(biāo)志的檢測(cè)有著很大的改進(jìn)作用。
關(guān)鍵詞:交通標(biāo)志顏色形態(tài)學(xué)檢測(cè)算法
Abstract: with the road traffic is developed, the role of electronic map is more and more important. For more comprehensive reflect different conditions, need will road traffic signs mark to electronic map, and how to quickly road signs in the detection and identification is still a problem to solve. This article mainly aims at such problems, and put forward based on the video of the road traffic signs identification method of research.
This paper mainly to the ban, warning, the instructions three categories of traffic signs on the testing of the relevant research, combining the actual video image characteristics, and put forward the corresponding based on color and based on the statistics of the morphology of the pixels detection algorithm, and perfect the improvement, the accuracy of the algorithm and the correlation of the statistics, and the improved method are put forward. After the actual data that test, the algorithm for the average road traffic signs test has the very big improvement action.
Keywords: traffic signs color morphologic detection algorithm
中圖分類(lèi)號(hào):U491.5+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
1、引言
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,現(xiàn)代交通已經(jīng)非常發(fā)達(dá),道路交通在其中仍然占著主導(dǎo)的地位。ITS這一研究領(lǐng)域便應(yīng)運(yùn)而生,并迅速發(fā)展起來(lái)了。ITS是一個(gè)集檢測(cè)、通信、控制和計(jì)算機(jī)等技術(shù)為一體的綜合信息體統(tǒng)。TSR系統(tǒng)主要包括兩個(gè)基本技術(shù)環(huán)節(jié):首先是交通標(biāo)志的檢測(cè),包括交通標(biāo)志的定位及必要的預(yù)處理;其次是交通標(biāo)志的判別,包括交通標(biāo)志的特征提取和分類(lèi)等?;谝曨l的道路交通標(biāo)志識(shí)別方法中,道路標(biāo)志圖像的獲取是通過(guò)一個(gè)放在汽車(chē)內(nèi)部的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(DV)來(lái)采集的,攝像機(jī)拍攝到的是一組連續(xù)的畫(huà)面,然后再根據(jù)各幀圖像之間的相關(guān)性來(lái)選取適當(dāng)?shù)膱D像進(jìn)行道路交通標(biāo)志的識(shí)別和標(biāo)注,并且在處理過(guò)程中盡量避免和解決現(xiàn)有識(shí)別技術(shù)的不足之處。提高識(shí)別的效率和準(zhǔn)確性,從而加快整個(gè)“智能交通系統(tǒng)”的運(yùn)行效率。
2、交通標(biāo)志的顏色特征提取
2.1警告標(biāo)志的顏色特征提取
因?yàn)榫鏄?biāo)志以黃色為主色調(diào),所以可以根據(jù)顏色特征提取圖像中的黃色區(qū)域。
將從視頻中提取的圖像的RGB分量轉(zhuǎn)化為HIS分量,提取HIS分量滿(mǎn)足以下條件的像素 :
僅僅對(duì)H分量進(jìn)行選擇判斷是不夠充分的,因?yàn)槿绻皇前凑誋分量來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的判斷,在后面的正確率的判讀檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),最容易與黃色警告標(biāo)志發(fā)生混淆的就是樹(shù)葉之類(lèi)。
將滿(mǎn)足以上條件的像素設(shè)為白色,不滿(mǎn)足以上條件的像素設(shè)為黑色,從而對(duì)圖像進(jìn)行二值化,提取可能存在警告標(biāo)志的區(qū)域。
2.2禁令標(biāo)志的顏色特征提取
因?yàn)榻顦?biāo)志幾乎都有紅色的外邊緣,所以可以根據(jù)顏色特征提取圖像中的紅色區(qū)域。
從視頻中提取的圖像的RGB分量轉(zhuǎn)化為HIS分量,然后根據(jù)以下HIS分量的取值對(duì)圖像進(jìn)行二值化。
將滿(mǎn)足以上條件的像素設(shè)為白色,不滿(mǎn)足以上條件的像素設(shè)為黑色,從而對(duì)圖像進(jìn)行二值化,提取可能存在禁令標(biāo)志的區(qū)域。
2.3指示標(biāo)志的顏色特征提取
因?yàn)橹甘緲?biāo)志以藍(lán)色調(diào)為主,所以可以根據(jù)顏色特征提取圖像中的藍(lán)色區(qū)域,為后續(xù)檢測(cè)做準(zhǔn)備,主要步驟如下:
從視頻中提取的圖像的RGB分量轉(zhuǎn)化為HIS分量,然后根據(jù)HIS分量的取值對(duì)圖像進(jìn)行二值化。
將滿(mǎn)足以上條件的像素設(shè)為白色,不滿(mǎn)足以上條件的像素設(shè)為黑色,從而對(duì)圖像進(jìn)行二值化,提取可能存在指示標(biāo)志的區(qū)域。
3、交通標(biāo)志的形狀特征提取與檢測(cè)
本次研究主要研究道路交通標(biāo)志中的警告標(biāo)志、禁令標(biāo)志、指示標(biāo)志等。這些標(biāo)志的形狀主要有圓形、三角形、矩形等。本文主要采用對(duì)特定區(qū)域?qū)?yīng)的像素統(tǒng)計(jì)數(shù)目關(guān)系來(lái)判斷該區(qū)域的形狀類(lèi)型。形狀特征提取的正確與否直接關(guān)系到后續(xù)圖像識(shí)別的優(yōu)劣。
3.1警告標(biāo)志的形狀特征提取與檢測(cè)
警告標(biāo)志以三角形為主,檢測(cè)主要步驟如下:
1、將二值化以后的圖按照最近臨元法放大為原圖的四倍,之所以做這樣的操作,是為了方便檢測(cè)出在圖中相對(duì)較小的不明顯的標(biāo)志。
2、對(duì)整幅圖像進(jìn)行一次膨脹操作,平滑白色聯(lián)通區(qū)域邊界。
3、保存各個(gè)聯(lián)通區(qū)域的外邊界。
4、求出各個(gè)聯(lián)通區(qū)域的面積Area周長(zhǎng)Circumference及其最小外接矩形的面積RectArea。
5、根據(jù)公式: 求出如果區(qū)域?yàn)槿切蔚拿娣eS。
6、將滿(mǎn)足 條件的區(qū)域用黃色圓形標(biāo)注為警告標(biāo)志。
3.2禁令標(biāo)志的形狀特征提取與檢測(cè)
圓形禁令標(biāo)志檢測(cè)
(1.黑龍江科技大學(xué),黑龍江哈爾濱150027;2.黑龍江工程學(xué)院,黑龍江雞西158100)
摘要:給出一般交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)的框圖,交通標(biāo)志的檢測(cè)是系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)我國(guó)交通標(biāo)志顏色的規(guī)定,確定了彩色分割空間HSV的閾值,并以圓形為例,提出一種統(tǒng)一對(duì)稱(chēng)局部特征檢測(cè)模板,用來(lái)提取自然場(chǎng)景下獲得的目標(biāo)區(qū)域的特征,設(shè)計(jì)一組模糊規(guī)則判定形狀,形成一種基于局部特征的交通標(biāo)志檢測(cè)算法。
關(guān)鍵詞 :交通標(biāo)志;識(shí)別系統(tǒng);檢測(cè)算法;局部特征
中圖分類(lèi)號(hào):TN911.73?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1004?373X(2015)13?0114?03
收稿日期:2014?12?25
基金項(xiàng)目:黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(12533059)
1 交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)
交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)(Traffic Signs Recognition,TSR)是高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)的重要組成部分,對(duì)提高駕車(chē)的安全性和舒適性都具有重要意義。系統(tǒng)所完成的功能即通過(guò)對(duì)自然場(chǎng)景的圖像采集,經(jīng)過(guò)圖像處理與識(shí)別,對(duì)交通標(biāo)志進(jìn)行檢測(cè),及時(shí)提醒、指示和警告駕駛?cè)藛T。
系統(tǒng)框圖如圖1所示。主要包括:
(1)采集數(shù)據(jù),自然場(chǎng)景下的交通標(biāo)志圖像由機(jī)動(dòng)車(chē)上的攝像設(shè)備進(jìn)行采集;
(2)標(biāo)志檢測(cè),對(duì)彩色圖像進(jìn)行增強(qiáng)、顏色分割、目標(biāo)區(qū)域判斷等過(guò)程;
(3)特征提取,獲取檢測(cè)出的交通標(biāo)志圖像的標(biāo)志特征向量;
(4)分類(lèi)器設(shè)計(jì)與分類(lèi)決策,即模式識(shí)別,包括交通標(biāo)志的特征顏色、形狀等。
交通標(biāo)志的檢測(cè)是系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),充分利用特征信息,將簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),同時(shí)大大提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和識(shí)別精度。系統(tǒng)將對(duì)交通標(biāo)志的特征顏色、形狀及其內(nèi)部圖形組成等進(jìn)行算法分析,本文以圓形的標(biāo)志為例,根據(jù)局部特征檢測(cè)目標(biāo)區(qū)域,設(shè)計(jì)了檢測(cè)模板并用模糊規(guī)則確定目標(biāo)區(qū)域的形狀,完成一種基于局部特征的交通標(biāo)志檢測(cè)算法。
2 彩色空間的分割
由于安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)上的數(shù)據(jù)采集設(shè)備獲取的是基于RGB顏色模型的圖像,而RGB顏色模型不易被模擬,即RGB 彩色空間并不適合彩色空間的精確分割,尤其不適合自然場(chǎng)景下的交通標(biāo)志圖像的分割。為了讓顏色系統(tǒng)更接近人類(lèi)對(duì)色彩的感知,更適合自然場(chǎng)景下對(duì)彩色圖像的顏色分割,因此將分量密切相關(guān)的RGB 空間轉(zhuǎn)換到分量不相關(guān)的HSV(色調(diào)、飽和度、數(shù)值)彩色空間。將RGB轉(zhuǎn)換為HSV就是將數(shù)值從笛卡爾坐標(biāo)系映射到柱坐標(biāo)系,映射公式如下:
3 基于局部特征的交通標(biāo)志檢測(cè)算法
3.1 交通標(biāo)志檢測(cè)算法的流程圖
首先根據(jù)表1中的顏色閾值,將自然場(chǎng)景下RGB格式的交通標(biāo)志圖像轉(zhuǎn)換同時(shí)進(jìn)行彩色分割,按照HSV空間的顏色閾值轉(zhuǎn)換成為三幅二值的圖像。得到的圖像還需進(jìn)行濾波處理,去除圖像中的干擾信號(hào),對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行列表,計(jì)算圖像中聯(lián)通區(qū)域的特征和個(gè)數(shù),將非交通標(biāo)志區(qū)域去除,最后根據(jù)形狀判別算法確定該圖像是否為交通標(biāo)志。交通標(biāo)志檢測(cè)算法的流程圖如圖2所示。
3.2 自適應(yīng)中值濾波器設(shè)計(jì)
為去除圖像采集和傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲,減小圖像分割、圖像識(shí)別、圖像檢測(cè)的難度,必須進(jìn)行圖像去噪,這是標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。選用中值濾波器,它是應(yīng)用最廣的一種統(tǒng)計(jì)濾波器,擁有優(yōu)秀的去噪能力[2],能將鄰域內(nèi)灰度值的中值代替像素的值。但中值濾波器在有效地濾出噪聲的同時(shí),往往也去掉了圖像的細(xì)節(jié),因此選用一種自適應(yīng)的多級(jí)中值濾波器。自適應(yīng)中值濾波器可以在平滑非脈沖噪聲圖像時(shí)更好地保持圖像的細(xì)節(jié),同時(shí)最大程度地濾除脈沖噪聲,對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)的好處遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)中值濾波器。
3.3 局部特征的提取
(1)統(tǒng)一的對(duì)稱(chēng)局部特征檢測(cè)模板
為確認(rèn)目標(biāo)區(qū)域是否是交通標(biāo)志,需對(duì)其形狀特征進(jìn)行形狀判別。為此提出一種統(tǒng)一的對(duì)稱(chēng)局部特征檢測(cè)模板,如圖3所示。形狀初步檢測(cè)模板的大小為32×32像素,形狀驗(yàn)證模板尺寸為8×8 像素,在兩個(gè)模板的四個(gè)頂點(diǎn)和四條邊的中心位置上有四個(gè)檢測(cè)局部特征的子模板。
(2)子模板內(nèi)含有特征顏色像素個(gè)數(shù)的隸屬度函數(shù)如圖5所示,橫坐標(biāo)為子模板內(nèi)含有特征顏色像素的個(gè)數(shù),縱坐標(biāo)為隸屬度函數(shù)的值。這樣定義后便于用模糊推理來(lái)確定目標(biāo)區(qū)域的形狀[3],對(duì)交通標(biāo)志的形狀特征進(jìn)行深入分析。
4 結(jié)果分析
任取一幅具有三個(gè)交通標(biāo)志的圖像,如圖6(a)所示,這三個(gè)標(biāo)志剛好對(duì)應(yīng)紅色、藍(lán)色和黃色,因此根據(jù)顏色的閾值在HSV 空間上進(jìn)行顏色分割,得到圖6(b)~圖6(d),再經(jīng)過(guò)濾波、形狀判別、用局部特征等算法流程,得到檢測(cè)的交通標(biāo)志圖像如圖6(e),圖6(f)所示。
5 結(jié)論
利用設(shè)計(jì)的交通標(biāo)志檢測(cè)算法分別檢測(cè)在不同自然場(chǎng)景下的交通標(biāo)志圖像,結(jié)果表明,該交通標(biāo)志檢測(cè)算法檢測(cè)率基本達(dá)到90%左右;該算法具有較好的魯棒性,對(duì)表面有污損的,但特征顏色輪廓完整的標(biāo)志也能正確檢測(cè)。
通過(guò)分析,天氣情況、交通標(biāo)志的表面顏色退化、被污染或場(chǎng)景中有干擾,如道路邊上的廣告牌、路邊行人、路邊的建筑物,數(shù)據(jù)采集時(shí)的角度、交通標(biāo)志設(shè)計(jì)的大小等,都是影響檢測(cè)率的重要因素。
圖6 交通標(biāo)志檢測(cè)過(guò)程
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