SigSys15 Ampelphasenerkennung

Autor: Andre Merkel
Betreuer: Prof. Schneider

Motivation

Ein Bild einer Ampel soll mittels eines Matlab-Programms auf die entsprechende Ampelphase ermittelt werden und die erkannte Phase soll im Bild eingezeichnet werden.

Ziel

Eine Ampel soll anhand ihrer Ampelphase analysiert und diese ausgegeben werden.

Aufgabe

Einarbeitung in die Farberkennung
Bild einlesen und Farbe filtern
Erkennung von Farben bei unterschiedlichen Tageszeiten
Berechnen, welche Phase die Ampel aktuell hat
Markierung der Ampelphase im Bild

Einleitung

Im Rahmen der Lehrveranstaltung „Signalverarbeitende Systeme“ des Studiengangs „Business and Systems Engineering“ im Sommersemester 2015 gab es die Aufgabe, ein Projekt im Bereich der Bildverarbeitung durchzuführen. Die vorliegende Dokumentation befasst sich mit dem auswerten von Ampelphasen.

Detailliert bestand die Aufgabe darin, ein Bild mit einer Ampel einzulesen und diese anschließend zu analysieren. Da es sich um Ampelphasen handelt, ist die Erkennung von Farben besonders relevant für dieses Projekt. Zusätzlich sollten die Ampelphasen ungeachtet der Tageszeit (Tag oder Nacht) stabil erkannt werden. Sobald die Ampelphase erkannt wurde, sollte ebenfalls diese auf dem Bild gekennzeichnet werden.

Projektracking

Projektablaufplan

In diesem Kapitel wird die Funktionsweise der Ampelphasenerkennung näher erläutert. In der linken Abbildung (Abbildung 1) ist die Struktur des Programms hinterlegt. Zu Beginn muss das Hauptprogramm aufgerufen werden, welches ein Bild einliest. Nachdem dies geschehen geschehen ist leitet das Hauptprogramm das eingelesene Bild weiter an die Farbfilterung und Farbreduzierung weiter. Hierbei wird das eingelesene Bild nur auf die gesuchte Farbe gefiltert und alle anderen Farben werden aus dem Bild entfernt, sodass innerhalb diesen Schritts alle nicht gesuchten Farben auf ihre Grauwerte reduziert werden. Dieser Vorgang ist sehr entscheidend für das weitere Vorgehen, denn es soll dadurch der Einfluss anderer Farben nicht die Ampelphasen mit beeinflussen. Im selben Schritt erfolgt ebenfalls die Betrachtung des Bildes, ob die entsprechenden Farben "grün", "gelb" und "rot" vorliegen. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Farben der Ampel sich explizit von denen der in der Natur vorkommen Farben unterscheiden. Da nun das Bild auf die gesuchten Farben reduziert wurde, wird nach diesen explizit gesucht. Wird eine entsprechende Farbe gefunden, so wird das Bild weitergeleitet, um festzustellen welche Farbe tatsächlich gefunden wurde. Nach der Ermittlung der Farbe, wird die Position der gefundenen Ampelphase mit einem roten Viereck im Ursprungsbild eingezeichnet. Dadurch hat der Anwender die Bestätigung, dass die Ampelphase gefunden wurde.

Weblinks

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