3nh三恩馳NS808分光測(cè)色儀交通路標(biāo)測(cè)量*

交通標(biāo)志是道路交通系統(tǒng)中的一個(gè)重要部分,運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行交通標(biāo)志的自動(dòng)檢測(cè)與識(shí)別是車載視覺系統(tǒng)中一個(gè)非常重大的研究課題,其為駕駛員提供輔助駕駛功能,適時(shí)為司機(jī)提供前面的路況,幫助司機(jī)對(duì)車輛進(jìn)行控制,提高了車輛行駛的安全性[1-2]。交通標(biāo)志分為主標(biāo)志與輔助標(biāo)志,主標(biāo)志由禁令標(biāo)志、警告標(biāo)志和指示標(biāo)志組成,每種標(biāo)志都有一定的形狀與顏色搭配。中國(guó)禁令標(biāo)志是以白底紅圓圈紅杠表示;警告標(biāo)志以黃底黑邊正三角形表示;指示標(biāo)志以藍(lán)底白圖案的矩形表示。這些標(biāo)志的形狀與顏色是研究交通標(biāo)志在機(jī)器視覺中自動(dòng)檢測(cè)和分類的重要特征,也是實(shí)現(xiàn)智能車輛視頻導(dǎo)航的基礎(chǔ)[3-5]。 智能車輛視頻導(dǎo)航在國(guó)外20世紀(jì)80年代就開始投入研究并取得了一些階段性的成果,國(guó)內(nèi)研究起步較晚,至今還處于初步的探索階段。由于道路場(chǎng)景復(fù)雜,在智能車輛視頻導(dǎo)航中,如何提取場(chǎng)景中的交通標(biāo)志并且分類是一個(gè)難點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外已有的研究常用各種色彩空間來(lái)提取標(biāo)志的顏色特征[6-8] ,然后用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)標(biāo)志進(jìn)行分類,但其效果與穩(wěn)定性一般。本文提出了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的交通標(biāo)志顏色特征提取方法,用于交通標(biāo)志的定位,并以紅色圓形禁令標(biāo)志為例,以改進(jìn)的Hough變換對(duì)測(cè)定標(biāo)志區(qū)域進(jìn)行標(biāo)志的特征幾何圖形識(shí)別

 
一、菜單介紹和測(cè)試準(zhǔn)備
NS808交通路標(biāo)分光測(cè)色儀內(nèi)置D65/A/C/F2等多種光源，幾何光路結(jié)構(gòu)為45/0(45°環(huán)形均勻照明0°接收), 該儀器可以方便的測(cè)試各種反光膜的亮度因數(shù)、色品坐標(biāo)、CI E L * a*b等色度數(shù)據(jù)；在道路交通路標(biāo)測(cè)試方面、塑膠電子、油漆油墨、紡織服裝印染、印刷紙品、汽車、醫(yī)療、化妝品和食品等行業(yè)，在科研機(jī)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。
1.1菜單介紹
NS808的交通路標(biāo)測(cè)試模塊主要是通過(guò)上位機(jī)軟件SQCT配合NS808儀器實(shí)現(xiàn)的。使用前需先安裝好SQCT上位機(jī)軟件，再連接NS808儀器，然后打開上位機(jī)軟件，默認(rèn)為普通測(cè)試界面，如圖1所示，在該界面下可以完成CIE L*a*b、XYZ、ΔE*ab、ΔE*cmc、ΔE*00等色度數(shù)據(jù)的測(cè)試，詳細(xì)菜單和工具欄的介紹請(qǐng)參照該軟件自帶“色彩管理控制軟件使用說(shuō)明書”，這里重點(diǎn)介紹交通路標(biāo)測(cè)試模塊。
 圖 1
點(diǎn)擊“設(shè)置->交通路標(biāo)測(cè)量”，則進(jìn)入交通路標(biāo)測(cè)試模塊，如圖2所示。點(diǎn)擊“標(biāo)樣”，如圖3、4所示，該菜單下有“添加標(biāo)準(zhǔn)”“修改標(biāo)準(zhǔn)”“標(biāo)準(zhǔn)”“道路交通反光膜GB/T 18833”“安全色GB2893”“自定義”子菜單，這里詳細(xì)介紹這些子菜單。

圖2

圖3
 
圖4
(1)添加標(biāo)準(zhǔn)
在交通路標(biāo)測(cè)試中，標(biāo)樣通常是一塊顏色區(qū)域，我們稱之為“多邊形-容差標(biāo)樣”，即依次順時(shí)針或逆時(shí)針輸入顏色區(qū)域各頂點(diǎn)（至少3點(diǎn)）色品坐標(biāo)，軟件自行按照輸入順序連接各頂點(diǎn)，從而形成多邊形-容差標(biāo)樣。
如圖5所示，在位置1處輸入標(biāo)樣名稱，位置2處選擇光源種類（默認(rèn)為D65），位置3處選擇觀察者角度（默認(rèn)為2度），位置4處輸入亮度因數(shù)（除熒光物質(zhì)外，普通反射樣品亮度因數(shù)大于0小于1，即0<β<1）。在位置5處輸入色品坐標(biāo)點(diǎn)，然后點(diǎn)擊“添加頂點(diǎn)”按鈕，則新輸入的色品坐標(biāo)點(diǎn)出現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)色域框內(nèi)，重復(fù)上述步驟，依次輸入各色品坐標(biāo)點(diǎn)；對(duì)于輸入錯(cuò)誤的色品坐標(biāo)點(diǎn)，先在標(biāo)準(zhǔn)色域框內(nèi)選中，然后點(diǎn)擊“頂點(diǎn)”按鈕，則刪掉該頂點(diǎn)。全部輸入完畢，點(diǎn)擊位置8處“添加”按鈕，則完成“多邊形-容差標(biāo)樣”建立。
如圖5、6所示，建立一個(gè)名叫“green”的“ABCD” 多邊形-容差標(biāo)樣。
注：輸入各色品坐標(biāo)頂點(diǎn)時(shí)，請(qǐng)務(wù)必按照顏色區(qū)域圖形的順時(shí)針或逆時(shí)針順序依次輸入。
 
圖5
 
圖6
(2)修改標(biāo)準(zhǔn)
如圖7所示，修改上面建立的名稱為“green”的多邊形-容差標(biāo)樣，先選中該標(biāo)準(zhǔn)，然后可 以修改“標(biāo)準(zhǔn)名稱”“光源”“ 標(biāo)準(zhǔn)觀察者角度”“亮度因數(shù)”“色品坐標(biāo)”，修改完畢，點(diǎn)擊“確定”按鈕，則修改生效。
 
(3)標(biāo)準(zhǔn)
在標(biāo)樣區(qū)域先選中一條或多標(biāo)樣，然后點(diǎn)擊“標(biāo)準(zhǔn)”，則所選中標(biāo)樣。
(4)道路交通反光膜GB/T 18833
針對(duì)國(guó)內(nèi)交通路標(biāo)使用較多的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18833，SQCT軟件將該標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)色域納入其中，客戶只需根據(jù)自己需要進(jìn)行選擇即可。
假設(shè)我們需要標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18833中的無(wú)金屬鍍膜類型中的橙色（晝間色）作為多邊形-容差標(biāo)樣（對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18833中的表8第六行），我們僅需要依次點(diǎn)擊“標(biāo)樣->道路交通反光膜GB/T 18833->晝間色”即可，如圖8、9所示，S1區(qū)顯示橙色對(duì)應(yīng)的色品坐標(biāo)點(diǎn)，S2區(qū)顯示對(duì)應(yīng)的多邊形-容差標(biāo)樣。
在“道路交通反光膜GB/T 18833”的基礎(chǔ)之上，我們還可以選擇“添加標(biāo)準(zhǔn)”“修改標(biāo)準(zhǔn)”“標(biāo)準(zhǔn)”等一系列操作，將“道路交通反光膜GB/T 18833”改成我們需要的多邊形-容差標(biāo)樣。
 
圖8
 
圖9
(5)安全色GB 2893針對(duì)國(guó)內(nèi)交通路標(biāo)使用較多的標(biāo)準(zhǔn)GB 2893，SQCT軟件將該標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)色域納入其中，客戶只需根據(jù)自己需要進(jìn)行選擇即可，方法同菜單“道路交通反光膜GB/T 18 833”。
在“安全色GB 2893” 的基礎(chǔ)之上，我們還可以選擇“添加標(biāo)準(zhǔn)”“修改標(biāo)準(zhǔn)”“標(biāo)準(zhǔn)”等一系列操作，將“安全色GB 2893”改成我們需要的多邊形-容差標(biāo)樣。
(6)自定義標(biāo)準(zhǔn)
針對(duì)“道路交通反光膜GB/T 18833”“安全色GB 2893”要求的情況下，我們可以使用“自定義標(biāo)準(zhǔn)”。
如圖10所示，點(diǎn)擊“標(biāo)樣- >自定義標(biāo)準(zhǔn)”，在標(biāo)樣顯示區(qū)域被清空，我們通過(guò)“標(biāo)樣->添加標(biāo)準(zhǔn)”建立自己的多邊形容差標(biāo)樣。
 
圖10
1.2測(cè)試準(zhǔn)備
(1)正確安裝SQCT上位機(jī)
軟件按照SQCT軟件光盤自帶的“色彩管理控制軟件使用說(shuō)明書”進(jìn)行軟件安裝。
(2)NS808儀器上電、開機(jī)
按照“分光測(cè)色儀使用說(shuō)明書”對(duì)儀器進(jìn)行上電、開機(jī)。
(3)NS808從菜單按鈕處啟動(dòng)通訊，SQCT與NS808通訊成功
按照“分光測(cè)色儀使用說(shuō)明書”通過(guò)USB連接電腦，實(shí)現(xiàn)NS808與SQCT的通訊。
(4)通過(guò)SQCT對(duì)儀器依次進(jìn)行白板校正和黑桶校正
按照SQCT軟件光盤自帶的“色彩管理控制軟件使用說(shuō)明書”依次對(duì)儀器進(jìn)行白校正和黑校正。
二、NS808交通路標(biāo)分光測(cè)色儀技術(shù)規(guī)格