基于视觉的智能车交叉路口交通灯识别系统

论文总字数：13589字

摘 要

随着科技不断的发展，智能车逐渐走进人们的生活中，这对交通事业的发展有一定的推进作用，但是其应用于现实生活中还有一些需要研究提高的地方，比如在交叉路口处如何安全驾驶仍然是一个有待改进的问题。本文设计一种可以让智能车视觉识别交叉路口交通灯的系统装置，本文通过OpenMV摄像头处理图像，将交叉路口红绿灯颜色采集，把将颜色信息转化为数字电路可以识别的数字信号，然后将转化后的图像信号通过串口传送给STC89C52，单片机在接收指令后控制电机驱动模块，电机驱动模块根据单片机输出的指令控制电机转动、停止，从而实现智能车对交叉路口交通灯的识别。

关键词：视觉，OpenMV，STC89C52，直流电机

Abstract：With the continuous development of science and technology, smart cars have gradually entered people"s lives, which has a certain role in promoting the development of transportation. However, there are still some areas that need to be studied and improved in the application of smart cars in real life, such as how to drive safely at intersections is still a problem that needs to be improved. This paper designs a system device that can enable intelligent vehicles to visually identify traffic lights at intersections. This paper processes images through an OpenMV camera, collects the colors of traffic lights at intersections, converts color information into digital signals that can be identified by digital circuits, and then transmits the converted image signals to STC89C52 single chip microcomputer through serial ports. The single chip microcomputer controls the motor drive circuit module after receiving instructions. The motor drive module drives the motor to rotate and stop according to the instructions output by the single chip microcomputer, thus realizing the identification of traffic lights at intersections by intelligent vehicles.

Keywords：Vision，OpenMV，STC89C52，dcmotor

目录

1 绪论 4

1.1智能车视觉识别交叉路口交通灯系统的意义 4

1.2 智能车视觉识别交叉路口交通灯系统研究现状以及发展趋势 4

2 OpenMV图像处理 4

2.1什么是图像 4

2.2图像处理概述 5

2.3 OpenMV图像处理背景知识 5

2.4 彩色空间 5

2.4.1 Lab彩色空间简介 5

2.4.2 Lab彩色空间的优点 5

3 硬件设计 6

3.1 硬件设计总体方案 6

3.2 OpenMV机器视觉模块 6

3.3 主控制器模块 7

3.3.1 STC89C52单片机最小系统 9

3.4 电机驱动模块 10

4 软件设计 11

4.1 总程序流程图设计 11

4.2 OpenMV图像处理程序设计 12

4.3小车行驶程序设计 14

5 仿真测试 20

5.1 Proteus仿真软件介绍 20

5.2仿真结果 20

6 结论与不足 22

6.1系统设计不足 22

6.2结论 22

参考文献 24

致谢 25

1 绪论

如今,我们国家交通事业不断进步,道路不断优化和增加,路口交通灯也越来越先进，交通工具也越来越多，但是有时候会由于天气等原因使得一些人分不太清交通灯的情况，从而来不及刹车而引起生交通事故。而交通路口是事故频发地方，虽然现在几乎每个交叉路口都安装了交通信号灯，交通信号灯被应用于给通过道路交叉口的车辆和人们传达信息，告知他们此刻是应该行驶还是停下，一方面可以让道路更有秩序，提高了道路交叉路口车辆行人通过的效率。另一方便，也可以减少交通事故的发生，让行人和车辆安全通行。这样还是避免不了发生交通事故的情况，为了减少此类事件，智能车便开始进入我们的生活，智能车的诞生，归咎于现代科技技术的迅速发展以及汽车工业行业不断的完善。它不同于普通车的地方是普通车需要驾驶人在不同时间，对不同的路况、交通灯信号，做出不同的判断来决定车此时是该减速，加速，或者停车。而智能车却不一样，它更加的智能化，根据计算机系统的判断来做出选择，就拿通过道路交叉路口开举例，计算机要判断此时是停车等待，还是行驶通过，机器识别交通灯信号是智能车能否安全通过的关键要素。

1.1智能车视觉识别交叉路口交通灯系统的意义

经济的发展，科技的进步，使得各种车、飞机等已经成为我们出行的重要交通工具，智能车已经进入了人们的日常生活。近年来我们生活环境出现了一系列不能忽视的问题，就像环境污染，交通拥挤还有驾驶员疲劳驾驶，酒驾等。这些都是汽车的普及给予我们方便生活的同时带来的，因此智能车的出现成了必然趋势，基于视觉的智能车交叉路口交通灯识别系统能够帮助驾驶员驾驶以及减少道路交通事故的发生同时减少驾驶人的压力。该系统所必备的功能就是在交叉路口环境下，使智能车能准确快速的识别当前交通信号灯状态，并做出反应，当然这也是实现智能车的一个必经过程。

1.2 智能车视觉识别交叉路口交通灯系统研究现状以及发展趋势

智能车识别交通信号灯简单说是将摄像机安装在车上，通过摄像头拍摄的图片给智能车驾驶提供信号^【1】。虽然有不少研究主要针对交通信号灯识别，但是现如今针对基于视觉的识别交通信号灯研究相对较少。随着交通运输业以及计算机领域的发展，智能车^【6】会越来越先进智能化、人性化，相信在未来会普遍看到智能车能对交通灯准确识别出来。

2 OpenMV图像处理

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