基于图像处理技术的车辆信息自动语音播报系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于图像处理技术的车辆信息自动语音播报系统及方法，用于公交车、长途车、轨道列车的运营首末站和途中信息点自动判断并进行语音播报和一系列控制动作的装置中，在车辆的前部安装一个摄像头，装置实时接收该摄像头回传的车辆运行前部的视频画面，对这些换面一一进行处理并与预先存储的信息点标志图片进行匹配，由此可以对车辆营运过程中一系列信息点进行准确地自动识别、语音播报和执行相应的控制动作。

说明书

技术领域

    本发明涉及道路信息播放系统领域，具体为一种基于图像处理技术的车辆信息自动语音播报系统及方法。

背景技术

随着数字技术的发展，声音、图片、视频的压缩和处理技术也在快速向前发展，近几年图像处理技术已经被越来越多地应用到各个领域，很多产品都是基于图像处理技术进行的开发，例如自动柜员机上的报警装置、公交车上的客流计数装置、路口的车辆违章自动抓拍装置等等。

利用图像处理技术，在很多场合中是最佳的解决方案，但是采取怎样的算法让识别的精度达到使用的要求，是科研工作者最关心的课题，可以说精度的高低直接决定了产品的开发是否成功。而影响精度的主要因素是场景的变化以及存在着大量的未知场景，如果能够找到一种方法让图像识别的范围相对固定，让图像识别的场景相对稳定，再辅以有效地算法，即可以让图像处理技术的应用更加广阔。

同时，视频图像处理的专用芯片越来越多，功能越来越强大，价格也呈不断下降趋势，这使得普通产品利用视频图像处理技术进行开发已经成为可能。

当今市面上已有多家客运公司、运输公司都使用了自动报站装置，这些装置所采用的自动判别技术多种多样，而这些技术在公交车、长途车、轨道列车的自动播报场合的应用各有利弊，没有一种方法是十分完善的。例如：最常用的是利用GPS技术，但其很难克服数据准确性和信号屏蔽带来的数据有效性问题，往往会造成较大的播报误差甚至是错误；而利用短距离组网技术的，项目投入大，调试复杂，运维保障工作量也十分巨大，几乎所有此类项目均告失败。

发明内容

本发明为弥补已有技术的不足，提供一种基于图像处理技术的车辆信息自动语音播报系统及方法，利用具备图像处理能力的语音播报装置，接收安装在车辆前部的摄像头回传的车辆运行前部的视频画面，装置对这些换面一一进行处理并与预先存储的信息点标志图片进行匹配，由此可以对车辆营运过程中一系列信息点进行准确地自动识别、语音播报和执行相应的控制动作，有效减轻驾驶员劳动强度、提高车辆行驶安全、完善对乘客的导乘服务。

本发明采用的技术方案是：

基于图像处理技术的车辆信息自动语音播报系统，其特征在于：包括有设置在车上的车载自动报站装置，所述车载自动报站装置包括电源部分、核心板部分、接口部分，所述核心板部分由CPU芯片，以及分别通过数据和地址总线接入CPU芯片的FLASH芯片、SDRAM芯片、LSI芯片构成，所述接口部分包括USB驱动芯片、视频编码器芯片、可擦除存储芯片EEPROM、数字电位器芯片、音频解码器芯片、音频功放芯片、声光指示，所述USB驱动芯片、声光指示分别通过数据和地址总线接入CPU芯片，所述CPU芯片通过I2C接口与可擦除存储芯片EEPROM电连接，CPU芯片通过I2S接口与数字电位器芯片电连接，所述数字电位器芯片与音频解码器芯片、音频解码器芯片与音频功放芯片电连构成语音播放部分，所述LSI芯片通过CVBS接口与视频编码器芯片电连接，视频编码器芯片与摄像头电连接，电源部分分别为各个芯片提供电源。

所述的基于图像处理技术的车辆信息自动语音播报系统，其特征在于：所述电源部分为一系列DC-DC模块，DC-DC模块分别将车载12VDC或24VDC电压转换为装置中各芯片需要的12VDC、5VDC、3.3VDC、2.5VDC电源。

一种车辆信息点自动语音播报方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、设置信息点标志图片，图片中用某种颜色、图案或数字来表示线路号、站点号、上下行信息；

（2）为每一个信息点设置一个唯一对应的标志图片，将信息点名称、需要播报的语音、需要完成的控制动作内容与对应的标志图片进行关联并通过U盘导入车载自动报站装置中的FLASH芯片中；

（3）车辆在运行过程中，车载自动报站装置不断从车辆前部安装的摄像头处，实时获取车辆运行前部的视频画面，摄像头不断将采集到的模拟视频信号传送给视频编码器，视频编码器不断将这些信号转换成为数字信号并传给LSI芯片，CPU芯片对这些画面一一进行处理，再与预先存储在车载自动报站装置中的信息点标志图片进行匹配，若匹配成功，CPU芯片从FLASH芯片中调取语音文件到SDRAM芯片中，并触发数字电位器芯片达到一个合适的数值，同时控制音频解码器芯片解出音频信号，将该音频信号送入音频功放芯片，播报与此标志图片相对应的语音信息以及完成其预先存储的对应控制动作；若匹配不成功，则继续接收视频画面并始终执行步骤（3）。

本发明有可能被应用到的技术场合是：

1、对于城市各种公交车辆和轨道列车，当需要进行车辆运营途中信息点的自动判别和语音播报的时候，可以利用该方法对车辆运行前方的视频画面进行处理、匹配和触发语音等操作。

2、对于长途大巴车辆，可以利用该方法设计的自动语音播报装置，对车辆运行途中的发车点、途中上下车点、旅游景点、到站预报信息点、终点等位置进行自动判别和语音导乘播报。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、与GPS传感器方法相比，由于不会受到信号屏蔽的影响，故数据完整性得到了保障，这样语音播报的准确性和及时性问题就得到彻底解决，车辆的行驶范围也不会受到限制。

2、与短距离组网方法相比，装置可以自成系统，不依赖大系统而工作，同时造价相对较低，也没有高昂的维保费用，使得项目的可行性、成功率大大提升。

3、计算的实时性高，没有累积误差，从任意位置点开始都可以完全自动地进行匹配、语音播报和完成一系列的控制动作。

4、由于图像处理技术应用广泛，局限性小，如果我们对其它的视频画面进行处理，或是处理视频画面中的其它信息，可以使得这样的装置具备非常丰富的功能，例如：对上车乘客进行面部识别，可以自动识别老人或小孩并触发“让座”用语；对客流进行识别，可以获得在某一站点的上车和下车人数；对站台人群拥挤程度进行识别，可以进行客流高峰告警和平峰提示等等。

附图说明

图1为本发明的车载自动报站装置的结构框图。

图2为本发明方法的流程图。

图3为本发明方法的信息点标志图片示意样图。

具体实施方式

本实施方式以公交车载自动报站装置为例进行说明。

如图1、2、3所示，基于图像处理技术的车辆自动语音播报信息点的方法，其特征在于，包括有车载自动报站装置，车载自动报站装置包括有电源部分、核心板部分、接口部分，核心板部分包括有CPU芯片（S3C44B0）1、FLASH芯片（HY29LV160）2、SDRAM芯片（HY57V641620）3、LSI芯片4，接口部分包括有USB驱动芯片（CH375）5、视频编码器芯片（ML86V76652）6、可擦除存储芯片EEPROM（24LC64）7、数字电位器芯片（X9313）8、音频解码器芯片（CS4334）9、音频功放芯片（TDA2003）10、声光指示11，CPU芯片1通过数据和地址总线与USB驱动芯片5、LSI芯片4、FLASH芯片2、SDRAM芯片3、声光指示11相连，CPU芯片1通过I2C接口与可擦除存储芯片EEPROM7相连，CPU芯片1通过I2S接口与数字电位器芯片8相连，数字电位器芯片8与音频解码器芯片9相连，音频解码器芯片9与音频功放芯片10相连，LSI芯片4通过CVBS接口与视频编码器芯片6相连，视频编码器芯片6与摄像头12相连，电源部分分别为各芯片提供电源；

具体方法包括以下步骤：

第一步，设置信息点标志图片，图片中用某种颜色、图案或数字来表示线路号、站点号、上下行信息；

第二步，为每一个信息点设置一个唯一对应的标志图片，将信息点名称、需要播报的语音、需要完成的控制动作内容与对应的标志图片进行关联并通过U盘导入车载自动报站装置中的FLASH芯片2中；

第三步，车辆在运行过程中，车载自动报站装置不断从车辆前部安装的摄像头12处，实时获取车辆运行前部的视频画面，摄像头12不断将采集到的模拟视频信号传送给视频编码器芯片6，视频编码器芯片6不断将这些信号转换成为数字信号并传给LSI芯片4，CPU芯片1对这些画面一一进行处理，再与预先存储在车载自动报站装置中的信息点标志图片进行匹配，若匹配成功，CPU芯片1从FLASH芯片2中调取语音文件到SDRAM芯片3中，并触发数字电位器芯片8达到一个合适的数值，同时控制音频解码器芯片9解出音频信号，将该音频信号送入音频功放芯片10，播报与此标志图片相对应的语音信息以及完成其预先存储的对应控制动作；若匹配不成功，则继续接收视频画面并始终执行第三步。

电源部分包括有一系列的DC-DC模块，将车载12VDC或24VDC电压转换为装置中各芯片需要的12VDC、5VDC、3.3VDC、2.5VDC电源。