TSR交通標(biāo)志檢測與識(shí)別

說明：

傳統(tǒng)圖像處理算法的TSR集成在在ARM+DSP上運(yùn)行，深度學(xué)習(xí)開發(fā)的TSR集成到FPGA上運(yùn)行。

輸入輸出接口

Input：

（1）圖像視頻分辨率（整型int）

（2）圖像視頻格式（RGB，YUV，MP4等）

（3）攝像頭標(biāo)定參數(shù)（中心位置（x,y）和5個(gè)畸變

系數(shù)（2徑向，2切向，1棱向），浮點(diǎn)型float）

（4）攝像頭初始化參數(shù)（攝像頭初始位置和三個(gè)坐標(biāo)方向

的旋轉(zhuǎn)角度，車輛寬度高度車速等等，浮點(diǎn)型float）

Output：

（1）BandingBox左上右下的坐標(biāo)位置（浮點(diǎn)型float）

（2）Type類型：人，車，…，… （整型int）

（3）執(zhí)行度：是指判別目標(biāo)物為某種類型的比率。

比如為人，車，…，…的比率。（浮點(diǎn)型float）

（4）需要遮擋目標(biāo)區(qū)域的左上右下的坐標(biāo)位置（浮點(diǎn)型float）

（5）攝像頭與目標(biāo)物距離 （浮點(diǎn)型float）

1. 功能定義

檢測道路上的交通標(biāo)牌，根據(jù)需要進(jìn)行分類。

功能模塊包括TSR的坐標(biāo)位置，IOU比率，攝像頭與TSR的距離等等。

（1）輔助駕駛。交通標(biāo)志識(shí)別的概念最早就是作為輔助駕駛工具被提出的。TSR系統(tǒng)在識(shí)別交通標(biāo)志后，客隊(duì)駕駛員進(jìn)行語音和視頻等方式的提醒，甚至可以在必要時(shí)候?qū)囕v駕駛系統(tǒng)直接做出控制，從而確保駕駛安全。

（2）交通標(biāo)志維護(hù)。由于交通標(biāo)志通常放置于室外環(huán)境中，受自然環(huán)境（如風(fēng)吹雨淋）及人為因素（如涂抹）影響，難免出現(xiàn)褪色，變形甚至墮落失蹤現(xiàn)象，需要進(jìn)行定期檢查維護(hù)。通常，這一工作需安排專人專崗，工作量巨大且很難保證實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。顯然，一個(gè)有效的TSR系統(tǒng)是完成這一工作的理想方案。

（3）無人駕駛。無人駕駛汽車在今年收到越來越多的關(guān)注。從上世紀(jì)90年代起，國內(nèi)外相繼研發(fā)出了一系列無人駕駛汽車，其智能化逐漸提高，能夠自動(dòng)規(guī)劃路線，避讓障礙物等。使無人駕駛汽車具備辨認(rèn)交通標(biāo)志的能力交通標(biāo)志的能力顯然是使其實(shí)用化的一個(gè)重要步驟。

技術(shù)路線方案

組成結(jié)構(gòu)

交通標(biāo)志顏色外觀

一般情況下交通標(biāo)志顏色的基本含義如下：

a. 紅色：表示禁止、停止、危險(xiǎn)，用于禁令標(biāo)志的邊框、底色、斜杠，也用于叉形符號(hào)和斜杠符號(hào)、警告性線性誘導(dǎo)標(biāo)的底色等。

b. 黃色或熒光黃色：表示警告，用于警告標(biāo)志的底色。

c. 藍(lán)色：表示指令、遵循，用于指示標(biāo)志的底色；表示地名、路線、方向等行車信息，用于一般道路指路標(biāo)志的底色。

d. 綠色：表示地名、路線、方向等行車信息，用于高速公路和城市快速路指路標(biāo)志的底色。

e. 棕色：表示旅游區(qū)及景點(diǎn)項(xiàng)目的指示，用于旅游區(qū)標(biāo)志的底色。

f. 黑色：用于標(biāo)志的文字、圖形符號(hào)和部分標(biāo)志的邊框。

g. 白色：用于標(biāo)志的底色、文字和圖形符號(hào)以及部分標(biāo)志的邊框。

h. 橙色或熒光橙色：用于道路作業(yè)區(qū)的警告、指路標(biāo)志。

i. 熒光黃綠色：表示警告，用于注意行人、注意兒童警告標(biāo)志。

交通標(biāo)志的形狀一般使用規(guī)則如下：

a. 正等邊三角形：用于警告標(biāo)志；

b. 圓形：用于禁令和指示標(biāo)志；

c. 倒等邊三角形：用于“減速讓行”禁令標(biāo)志；

d. 八角形：用于“停車讓行”禁令標(biāo)志；

e. 叉形：用于“鐵路平交道口叉形符號(hào)”警告標(biāo)志：

f. 方形：用于指路標(biāo)志，部分警告、禁令和指示標(biāo)志，旅游區(qū)標(biāo)志，輔助標(biāo)志，告示標(biāo)志燈。

交通標(biāo)志照明標(biāo)識(shí)

a）
內(nèi)部照明標(biāo)志

標(biāo)志板內(nèi)裝照明裝置，采用半透明材料制作標(biāo)志面板，有單面顯示和兩面顯示兩種。內(nèi)部照明標(biāo)志可根據(jù)標(biāo)志板的大小，承受的風(fēng)力進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。確保標(biāo)志面照度均勻，在夜間具有150m 的視認(rèn)距離。燈箱結(jié)構(gòu)合理，金屬構(gòu)件經(jīng)防腐處理，防雨防塵，電器元件耐久可靠，檢修方便。

b）
外部照明標(biāo)志

外部光源照亮標(biāo)志面的方式。

外部照明標(biāo)志的光源應(yīng)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。照明燈具及其影陰不能影響標(biāo)志認(rèn)讀。外部光源在標(biāo)志面上的照度不得有明顯不均勻，均勻度（最大照度/最小照度）須在4 以下，確保在夜間具有150m
的視認(rèn)距離。外部照明光源不能給路上司機(jī)造成眩目。

支撐燈具的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行防銹處理，照明器件耐久可靠，性能優(yōu)良，檢修方便。

交通標(biāo)志板可采用鋁合金板、擠壓成型的鋁合金型材、薄鋼板、合成樹脂類板材等制造，所用材料應(yīng)符合現(xiàn)行《公路交通標(biāo)志板》( TI’/T 279 )的規(guī)定，厚度應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定。

交通標(biāo)志支撐結(jié)構(gòu)

(1)交通標(biāo)志立柱、橫梁等可采用鋼管、H型鋼、槽鋼及鋼筋混凝土等材料制作，鋼管頂端應(yīng)設(shè)置柱帽。鋼構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行防腐處理。

(2)交通標(biāo)志應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土基礎(chǔ)，位于橋梁段的單柱式交通標(biāo)志可采用鋼結(jié)構(gòu)附著在橋梁上。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1）設(shè)計(jì)基本風(fēng)速應(yīng)采用當(dāng)?shù)仄教箍諘绲孛?#xff0c;離地面lOm高，重現(xiàn)期為50年lOmin平均最大風(fēng)速值，并不得小于22m/s。

2）交通標(biāo)志結(jié)構(gòu)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并應(yīng)同時(shí)滿足構(gòu)造和工藝方面的要求。

3）交通標(biāo)志的結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)可分為兩個(gè)等級(jí):

(1)位于高速公路、一級(jí)公路七的懸臂式、門架式交通標(biāo)志，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)

(2)位于高速公路、一級(jí)公路上的其他類型的交通標(biāo)志及位于其他等級(jí)公路上的交通標(biāo)志，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)Y=0.9。

4）交通標(biāo)志結(jié)構(gòu)的荷載計(jì)算與組合、極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法、地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》( JTC D60 )、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 024)、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JB 50017)和《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》( JB 5768)等的規(guī)定。

交通標(biāo)志制作材料

(1)公路交通標(biāo)志板均應(yīng)采用符合現(xiàn)行《公路交通標(biāo)志反光膜》(GB/T 18833)要求的反光膜或其他逆反射材料制作。

(2)交通標(biāo)志板采用反光膜材料時(shí)，高速公路、一級(jí)公路上宜采用一、二級(jí)反光膜，二、三級(jí)公路的交通標(biāo)志宜采用三、四級(jí)反光膜，四級(jí)公路宜采用四、五級(jí)反光膜。

(3)門架、懸臂型等懸空類交通標(biāo)志，宜采用比路側(cè)交通標(biāo)志等級(jí)高的反光膜。

(4)在保證均勻性和條件容許時(shí)，可以采用照明或發(fā)光二極管增加重要標(biāo)志的視認(rèn)效果。

a）
反光材料的種類及性能

用于標(biāo)志面的反光材料按其結(jié)構(gòu)的不同可以分為透鏡埋入型、密封膠囊型、微棱鏡型等品種。其反光原理為：射向標(biāo)志面的光線應(yīng)沿入射光線的反方向反回光源。由于標(biāo)志位置和車輛行駛條件的不同，用于標(biāo)志面的反光材應(yīng)具有優(yōu)良的廣角性和逆反射性能。在不同入射角（汽車前照燈光線與標(biāo)志表面法線之間的夾角）、不同觀測角（汽車前照燈光線與標(biāo)志反射回駕駛者眼睛的光線間的夾角）的條件下，用于標(biāo)志面的反光膜的逆反射系數(shù)值應(yīng)符合JT/T279 的規(guī)定。

b）
反光材料的應(yīng)用與選擇

1） 各級(jí)道路的交通標(biāo)志原則上均應(yīng)采用反光材料制作標(biāo)志面。

2） 高速公路、一級(jí)公路及城市主干路的交通標(biāo)志宜采用一~三級(jí)反光膜；二、三級(jí)公路及一般城市道路的交通標(biāo)志宜采用四級(jí)以上的反光膜。四、五級(jí)反光膜可用于四級(jí)公路和交通量很小的其他道路。

3） 高速公路、一級(jí)公路、城市快速路上的曲線段標(biāo)志，及城市地區(qū)的多路交叉路口，宜采用三級(jí)以上反光材料。

4） 高速公路、城市快速路上的門架標(biāo)志和懸臂標(biāo)志，為獲得與路側(cè)標(biāo)志相當(dāng)?shù)姆垂庑Ч?#xff0c;宜選用比路側(cè)標(biāo)志所用反光膜等級(jí)為高的反光材料，或把門架標(biāo)志和懸臂標(biāo)志上的字符改用反射器，以改善其夜間視認(rèn)性。在有條件的重要路段，也可采用照明標(biāo)志。

c）
交通標(biāo)志的顏色規(guī)定及參考相關(guān)色樣。

交通標(biāo)志技術(shù)要求

交通標(biāo)志指導(dǎo)思想

1）交通標(biāo)志應(yīng)體現(xiàn)公路及周邊路網(wǎng)的特點(diǎn)，使駕駛員準(zhǔn)確確定自己所處的位置、找到正確的目的地，并對(duì)路網(wǎng)中的交通量進(jìn)行合理分配;

2）交通標(biāo)志應(yīng)能加強(qiáng)駕駛員安全行車的意識(shí);

3）交通標(biāo)志應(yīng)容易識(shí)別、易于理解;

4）交通標(biāo)志的設(shè)置應(yīng)系統(tǒng)、連續(xù)、均衡、避免信息過載;

5）動(dòng)態(tài)交通標(biāo)志的設(shè)置不應(yīng)妨礙靜態(tài)交通標(biāo)志的使用。

6）收集公路的道路、交通、氣象、環(huán)境及周邊路網(wǎng)等基礎(chǔ)資料;

7）確定公路交通標(biāo)志的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)模;

8）從安全、環(huán)保、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、美觀等方面進(jìn)行方案比較，選擇最佳方案。

交通標(biāo)志設(shè)置原則

1）公路交通標(biāo)志的設(shè)置，應(yīng)以不熟悉

圖1. 交通標(biāo)志設(shè)置

周圍路網(wǎng)體系的公路使用者為設(shè)計(jì)對(duì)象，綜合考慮周邊路網(wǎng)與公路條件、交通條件、氣象和環(huán)境條件等因素，制定合理的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)各種交通標(biāo)志的功能和駕駛?cè)藛T的行為特征進(jìn)行合理設(shè)置。

2）對(duì)二級(jí)及以上等級(jí)的公路和其他等級(jí)的國、省道公路應(yīng)優(yōu)先設(shè)置指路標(biāo)志，其他公路或未設(shè)置相關(guān)指路標(biāo)志的公路，經(jīng)論證可設(shè)置必要的警告標(biāo)志。禁令標(biāo)志應(yīng)設(shè)置在交通法律、法規(guī)發(fā)生作用的地點(diǎn)附近醒目的位置，并應(yīng)避免與其他交通標(biāo)志的互相影響。限速標(biāo)志應(yīng)根據(jù)不同路段的通行能力、車型構(gòu)成比例、車輛的運(yùn)行速度等分段進(jìn)行設(shè)置。

3）在選擇路網(wǎng)中指路標(biāo)志標(biāo)示的目的地信息時(shí)，應(yīng)根據(jù)路網(wǎng)密度、公路等級(jí)、公路功能、目的地知名度等進(jìn)行統(tǒng)一考慮。不同種類的交通標(biāo)志信息應(yīng)互相呼應(yīng)，不得出現(xiàn)信息中斷。

4）交通標(biāo)志沿公路縱、橫向設(shè)置的位置應(yīng)符合現(xiàn)行《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》( GB5768)的規(guī)定。位于高速、一級(jí)公路路側(cè)安全凈區(qū)內(nèi)的交通標(biāo)志應(yīng)根據(jù)標(biāo)志結(jié)構(gòu)規(guī)格采用解體消能結(jié)構(gòu)或設(shè)置護(hù)欄加以防護(hù)，位于其他公路路側(cè)安全凈區(qū)內(nèi)的交通標(biāo)志宜進(jìn)行必要的誘導(dǎo)。

5）公路交通標(biāo)志的任何部分不得侵入公路建筑限界以內(nèi)，路側(cè)柱式交通標(biāo)志的安裝高度應(yīng)考慮其板面規(guī)格、所在位置的線形特點(diǎn)和地形特征、是否有行人通行等因素，懸臂、門架式等懸空標(biāo)志凈空高度應(yīng)較公路凈空預(yù)留20-50cm的余量。

6）交通標(biāo)志安裝時(shí)，標(biāo)志板面的法線應(yīng)與公路中心線平行或成一定角度。路側(cè)安裝的禁令標(biāo)志和指示標(biāo)志為0°-45°，指路標(biāo)志和警告標(biāo)志為0°-10°。懸臂、門架或附著式懸空標(biāo)志安裝時(shí)，標(biāo)志的安裝角度應(yīng)與道路中心線垂直或前傾0°-10°。

交通標(biāo)志設(shè)計(jì)原則

(1)應(yīng)正確處理顏色、文字、箭頭、編號(hào)、圖形及邊框的關(guān)系，使標(biāo)志版面清晰、美觀;

(2)同類交通標(biāo)志應(yīng)采用同一類型的標(biāo)志版面;

(3)門架式交通標(biāo)志的各交通標(biāo)志板宜統(tǒng)一高度、統(tǒng)一邊框規(guī)格。

交通標(biāo)志主要種類

交通標(biāo)志的支撐方式可分為柱式、懸臂式、門架式、附著式四種。

交通標(biāo)志支撐方式應(yīng)根據(jù)交通量、車型構(gòu)成、車道數(shù)、沿線構(gòu)造物分布、

圖2. 實(shí)際交通標(biāo)志示例

支撐方式

風(fēng)荷載大小以及路側(cè)條件等因素綜合確定。

(1)警告、禁令、指示標(biāo)志和小尺寸指路標(biāo)志宜采用單柱式支撐方式，中、大型指路標(biāo)志可采用雙柱或多柱式支撐方式。

(2)當(dāng)符合下列條件時(shí)，根據(jù)需要可采用懸臂式或門架式等懸空支撐方式(版面內(nèi)容少時(shí)，宜采用懸臂式):

①交通量達(dá)到或接近設(shè)計(jì)通行能力時(shí);

②互通式立交的設(shè)計(jì)很復(fù)雜時(shí);

③單向有三個(gè)或三個(gè)以上車道時(shí);

④互通式立體交叉間距較近時(shí);

⑤出口為多車道時(shí);

⑥大型車輛所占比例很大時(shí);

⑦穿越多個(gè)互通式立體交叉、為保持標(biāo)志信息設(shè)置位置的一致性時(shí);

⑧路側(cè)安裝空間不足或受遮擋時(shí);

⑨連接兩條高速公路之間的樞紐互通時(shí);

⑩出口匝道為左向出口時(shí);

⑧平面交叉口標(biāo)志或位于互通式立體交叉減速車道起點(diǎn)處的出口預(yù)告標(biāo)志。

(3)公路沿線設(shè)置有上跨天橋等構(gòu)造物，路側(cè)設(shè)置有高擋土墻、照明燈桿等時(shí)，交通標(biāo)志在滿足公路建筑限界要求的前提下，可以采用附著式支撐方式。

交通標(biāo)志技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

交通標(biāo)志采用的顏色、形狀、圖形符號(hào)應(yīng)符合現(xiàn)行《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》(GB5768)的規(guī)定。

交通標(biāo)志箭頭規(guī)定

指路標(biāo)志上使用的箭頭應(yīng)以一定角度反映車輛的正確行駛方向。

(1)門架式標(biāo)志或跨線橋上附著式標(biāo)志的箭頭，用來指示車道的用途或行駛目的地時(shí)，箭頭應(yīng)向下，并指向該車道的中心線;用來指示出口方向時(shí)，箭頭應(yīng)傾斜向上，傾斜角度應(yīng)能反映出口車道的線形。

(2)路側(cè)安裝的指路標(biāo)志，表示直行方向的箭頭應(yīng)指向上方，表示轉(zhuǎn)向方向的箭頭應(yīng)與轉(zhuǎn)向車道的線形保持一致。同時(shí)出現(xiàn)向上和向左、向右的三個(gè)箭頭時(shí)，指向右側(cè)的箭頭應(yīng)放置在最右側(cè)，指向上、左的箭頭應(yīng)放置在最左側(cè)。

(3)箭頭可以放置在主要標(biāo)志文字的下方，或文字一側(cè)的適當(dāng)部位。

交通標(biāo)志文字規(guī)定

公路的指路標(biāo)志應(yīng)采用漢字，根據(jù)需要可與其他文字并用。當(dāng)標(biāo)志采用中、英兩種文字時(shí)，地名應(yīng)用漢語拼音，專用名詞應(yīng)用英文。因版面規(guī)格限制時(shí)，部分英文可以采用縮寫。

交通標(biāo)志尺寸規(guī)定

警告、禁令、指示標(biāo)志的板面尺寸和指路標(biāo)志的文字高度，應(yīng)由公路的設(shè)計(jì)速度決定，指路標(biāo)志的板面尺寸，還應(yīng)考慮字符數(shù)量、圖形符號(hào)、其他文字和版面美化等因素，其他文字與漢字高度的關(guān)系，地點(diǎn)應(yīng)放在最左側(cè)，地名由近而遠(yuǎn)、從上到下排列。如果幾個(gè)獨(dú)立的標(biāo)志板組成一組，則各板的長度應(yīng)相同。地點(diǎn)、方向標(biāo)志中，直行標(biāo)志應(yīng)設(shè)置在最上部，其下為向左、向右可以到達(dá)的地點(diǎn)。

當(dāng)路段運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)速度之差大于20}n/h時(shí)，宜按運(yùn)行速度對(duì)交通標(biāo)志的版面規(guī)格及視認(rèn)性加以檢驗(yàn)。

交通標(biāo)志有效功能

交通標(biāo)志的設(shè)置應(yīng)考慮人的行為特征。人的行為在交通工程和道路安全中的作用主要表現(xiàn)在視覺信息、信息需求、信息處理等三個(gè)方面。

視覺信息

據(jù)估計(jì)，駕駛員在駕駛車輛行駛時(shí)所需要的信息中，占90%的為視覺信息。人的視覺特征如視野的深度、寬度，眼睛的移動(dòng)、色彩的識(shí)別、亮度和眩光的影響、速度的判斷等，是交通標(biāo)志設(shè)置的基本考慮要素。

信息需求

對(duì)公路使用者來說，幾乎所有的信息都是通過視覺的傳遞接收的，因此設(shè)置交通標(biāo)志時(shí)，應(yīng)注意其顯著性、易理解性、可信性和定位性。

信息處理

駕駛員的駕駛?cè)蝿?wù)包括獲取信息、處理信息、選擇行動(dòng)方案、實(shí)施行動(dòng)方案，并通過重復(fù)這一

過程來觀察決策的結(jié)果。

由于人的行為的局限性和駕駛員、車輛和公路環(huán)境之間的關(guān)系使得上述過程非常復(fù)雜。設(shè)置交通標(biāo)志時(shí)，還應(yīng)考慮駕駛員的預(yù)期值、反應(yīng)時(shí)間和短期記憶等特征。只有充分考慮公路使用者的行為特征，交通標(biāo)志的設(shè)置才具有有效性。

本條所指的“不熟悉周圍路網(wǎng)體系的公路使用者”并不是說公路使用者對(duì)周圍環(huán)壇無所知，而是指通過地圖或其他查詢手段，對(duì)前往的目的地和途經(jīng)路線有所了解，然后肋交通標(biāo)志的指引能夠順利抵達(dá)目的地。

相關(guān)制作

圖案

交通標(biāo)志必須嚴(yán)格按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖案按比例放大制作，不得任意修改圖案。

參數(shù)

交通標(biāo)志形狀、尺寸、圖案、文字應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。標(biāo)志板的制作應(yīng)符合JT/T
279的有關(guān)規(guī)定。

檢測

廠商生產(chǎn)的交通標(biāo)志需經(jīng)持有CMA 標(biāo)志的國家計(jì)量認(rèn)證單位檢測。

交通標(biāo)志作用

（1）有利于調(diào)節(jié)交通流量、疏導(dǎo)交通，提高道路通行能力

（2）預(yù)示道路狀況，減少交通事故

（3）節(jié)約能源，減少污染物

汽車安全系統(tǒng)的交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)，英文翻譯為：Traffic Sign Recogni- tion，簡稱TSR，是利用前置攝像頭結(jié)合模式，可以識(shí)別常見的交通標(biāo)志（限速、停車、掉頭等）。這一功能會(huì)提醒駕駛員注意前面的交通標(biāo)志，以便駕駛員遵守這些標(biāo)志。TSR 功能降低了駕駛員不遵守停車標(biāo)志等交通法規(guī)的可能，避免了違法左轉(zhuǎn)或者無意的其它交通違法行為，從而提高了安全性。這些系統(tǒng)需要靈活的軟件平臺(tái)來增強(qiáng)探測算法，根據(jù)不同地區(qū)的交通標(biāo)志來進(jìn)行調(diào)整。

圖3. 告知限速、禁止超車信息，提高駕駛過程中的安全性及安心感

有了TSR交通標(biāo)識(shí)智能識(shí)別系統(tǒng)，能瞬間鑒別各種交通標(biāo)識(shí)，并進(jìn)行顯示，提醒限速、禁止超車等行車信息。違章越來越少，安全越來越高。

交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)一般包括檢測和識(shí)別兩部分。檢測一般是利用交通標(biāo)志的形狀和顏色特征，從自然場景中把交通標(biāo)志提取出來。識(shí)別是把檢測出來的交通標(biāo)志的內(nèi)容識(shí)別出來。交通標(biāo)志識(shí)別在規(guī)范交通行為、確保安全駕駛等方面具有重要的意義。交通標(biāo)志通常處于室外復(fù)雜的環(huán)境條件下，識(shí)別的過程中容易受環(huán)境光照、方向旋轉(zhuǎn)的影響。

交通標(biāo)志識(shí)別系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)與先進(jìn)輔助駕駛系統(tǒng)的重要組成部分，提高交通標(biāo)志檢測與識(shí)別算法的準(zhǔn)確率和實(shí)時(shí)性是走向?qū)嶋H應(yīng)用進(jìn)程中需要解決的關(guān)鍵問題。算法的準(zhǔn)確率是交通標(biāo)志識(shí)別研究中一個(gè)十分重要的因素，錯(cuò)誤的識(shí)別結(jié)果不僅不能起到輔助駕駛作用，還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。而算法的實(shí)時(shí)性決定了研究成果能否轉(zhuǎn)化為具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品。在汽車數(shù)量日益增加、交通安全事故居高不下，要求不斷提升汽車的駕駛智能化的現(xiàn)實(shí)壓力面前，開展以實(shí)時(shí)應(yīng)用為目標(biāo)的交通標(biāo)志檢測與識(shí)別技術(shù)研究，對(duì)于增加駕駛安全具有重大的意義。

交通標(biāo)志檢測是進(jìn)行交通標(biāo)志分類的前提，同時(shí)還壓縮了計(jì)算目標(biāo)的空間，減少后續(xù)特征提取算法的運(yùn)算量，還可以獲得更高的識(shí)別準(zhǔn)確率。在圖像的特征提取領(lǐng)域，常見的特征提取與選擇方法有：

PCA主成分分析法Gabor特征提取算法SIFT特征提取算法SURF特征提取算法Haar小波特征提取算法/類Haar小波特征提取算法不變矩特征提取算法

直方圖特征提取算法

交通標(biāo)志分類與識(shí)別方法主要有：基于各種距離的模板匹配識(shí)別方法，基于大量數(shù)據(jù)樣本的機(jī)器學(xué)習(xí)識(shí)別方法以及基于粒子群算法、遺傳算法等智能算法的識(shí)別方法。

交通標(biāo)志是一種圖形與文字相結(jié)合的公共標(biāo)識(shí)，用圖形符號(hào)和文字傳遞特定信息，用以管理交通，指示行車方向以保證道路暢通與行車安全的設(shè)施。有很顯著的顏色和形狀特征，起到指示，禁止和警示等作用。適用于公路，城市道路以及一切專用公路，具有法令的性質(zhì)，車輛，行人都必須遵守。

我國的交通標(biāo)志有警告標(biāo)志，禁令標(biāo)志，指示標(biāo)志，指路標(biāo)志，指示標(biāo)志，旅游去標(biāo)志，作業(yè)區(qū)標(biāo)志，告示標(biāo)志，輔助標(biāo)志8種。根據(jù)交通標(biāo)志的顏色與形狀的確定關(guān)系，我們可以對(duì)三種不同作用交通標(biāo)志做進(jìn)一步的分類，并且把顏色形狀分類的結(jié)果作為先驗(yàn)知識(shí)用于交通標(biāo)志的檢測與識(shí)別中去。

1）禁令標(biāo)志：起到禁止某種行為的作用。共有43種。禁止或限制車輛，行人交通行為的標(biāo)志。除個(gè)別標(biāo)志外，顏色為白底，紅圈，紅杠，黑圖案，圖案亞杠；形狀為圓形，八角形，頂角朝下的等邊三角形。設(shè)置在需要禁止或限制車輛，行人交通行為的路段或交叉口附近。如圖27所示的禁令標(biāo)志，紅色在自然環(huán)境下比較少見，故以紅色作為特征顏色檢測禁令標(biāo)志通常具有較好的效果。

2）警告標(biāo)志：起警告作用。共有49種。警告車輛，行人注意危險(xiǎn)地點(diǎn)的標(biāo)志。顏色為黃底，黑邊，黑圖案，形狀為頂角朝上的等邊三角形。如圖28所示的警告標(biāo)志，由于外沿與圖案的顏色均為黑色，某些圖案面積較大的標(biāo)志與外沿幾乎相連，給檢測帶來一定困難。

3）指示標(biāo)志：起指示作用。共有29種。指示車輛，行人行進(jìn)的標(biāo)志。顏色為藍(lán)底，白圖案；形狀分為圓形，長方形和正方形；設(shè)置在需要指示車輛，行人行進(jìn)的路段或交叉口附近。如圖29所示的指示標(biāo)志沒有特定的外沿顏色，某些標(biāo)志的圖案幾乎將藍(lán)底分為了幾個(gè)部分，給檢測帶來一定困難。

圖4. 禁止標(biāo)志

圖5. 警告標(biāo)志

圖6. 指示標(biāo)志

3. 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)

交通標(biāo)志識(shí)別實(shí)際上包括交通標(biāo)志的檢測和識(shí)別兩個(gè)過程，檢測是在圖像中尋找到感興趣目標(biāo)并定位，識(shí)別是對(duì)感興趣目標(biāo)進(jìn)行分類。現(xiàn)在R-CNN系列、YOLO、SSD能夠很好的將檢測和分類兩個(gè)過程融合到一起，并且在PASCAL VOC等數(shù)據(jù)集上取得了很好的效果，但對(duì)像交通標(biāo)志這種小目標(biāo)的檢測效果并不好。就交通標(biāo)志檢測而言，如果在Faster RCNN的anchor中，將scale調(diào)小一點(diǎn)，ratio調(diào)下再做訓(xùn)練，是可以很好的檢測到圖像中尺寸較小的交通標(biāo)志；也可以訓(xùn)練級(jí)聯(lián)CNN，將目標(biāo)檢測問題轉(zhuǎn)化為分類問題。傳統(tǒng)的檢測方法中，可以人工設(shè)計(jì)特征來檢測感興趣目標(biāo)，例如可以利用交通標(biāo)志的顏色和形狀等信息來檢測并定位到交通標(biāo)志；然后對(duì)檢測到的標(biāo)志進(jìn)行識(shí)別或分類，判斷它是哪種交通標(biāo)志。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的TSR交通标志检测与识别的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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