Task3/traffic_sign_recognition

LED 指示牌识别（RK3588 NPU）

这个包只订阅共享的 /usb_cam/image_raw 图像，不打开 /dev/video0，也不会改变相机的曝光、增益或白平衡。二维码和指示牌节点可以同时订阅同一原始图像话题，各自进行独立的软件预处理。

USB 相机驱动应保持自动曝光、自动白平衡的正常原始画面。config/traffic_sign.yaml 中的 brightness、contrast、saturation、gamma 和 lab_clahe 只作用于本包的采集器和识别节点，不会影响二维码或其他相机订阅者。物理相机曝光是全局硬件设置，不能仅对某一个 ROS 节点生效。

当前赛道流程在到达指示牌点时只使用指示牌识别，所以识别节点启动后会按同一配置文件中的 led_* 参数暂时切换相机到手动曝光 50；节点退出时会自动恢复自动曝光和默认色彩。恢复操作由节点外层启动脚本执行，不依赖 ROS/Python 的退出回调。不要在二维码或巡线仍依赖相机画面时启动该节点。

config/head_camera.yaml 是复制到本包的 USB 相机 640×480 标定文件。每帧先按该文件去畸变，再水平翻转和执行 LED 彩色预处理；若相机话题分辨率不是 640×480，节点会跳过该帧，避免错误套用标定参数。

模型

将最终验证通过的 YOLOv5 RKNN 模型保存为：

models/traffic_sign_direction.rknn

类别顺序必须为：left、right、straight、stop。模型输入固定为 640×640；节点兼容 YOLOv5 ONNX 导出的单一已解码输出，以及三尺度原始检测头输出。

启动

source /opt/ros/noetic/setup.bash
source ~/ucar_ws/devel/setup.bash
roslaunch traffic_sign_recognition traffic_sign_recognition.launch

节点启动包装器会固定使用 /home/ucar/venv3.9/bin/python3，无需手动激活 venv。

ROS 接口

话题	类型	含义
/traffic_sign/direction	std_msgs/String	LEFT、RIGHT、STRAIGHT、STOP 或 NONE
/traffic_sign/confidence	std_msgs/Float32	当前稳定结果的置信度；NONE 时为 0.0
/traffic_sign/debug_image	sensor_msgs/Image	标注检测框和稳定结果的调试图
/traffic_sign_recognition/set_enabled	std_srvs/SetBool	启用识别与LED曝光，或停用识别并恢复自动曝光

默认需在最近 5 帧中至少 4 帧识别为同一类别，且单帧置信度不低于 0.25，才会发布有效方向。可在启动时临时调整，例如 object_threshold:=0.35。

采集训练数据

先启动唯一的 USB 相机驱动，再启动采集器：

roslaunch traffic_sign_recognition led_dataset_collector.launch

采集器左侧显示原始帧，右侧显示去畸变、翻转和 LED 彩色预处理后的帧。当前实物测试已关闭 LAB-CLAHE，以免增强地面反光；训练采集与 NPU 推理会共用该设置。按 1、2、3、4 选择 left、right、straight、stop，按 0 选择 negative（无有效方向牌或干扰图），按 s 仅保存处理后的训练图到 /home/ucar/traffic_sign_data/processed/<label>/。negative 只用于创建空 YOLO 标注文件，不是模型的第五个类别；全红仍使用 stop。新采集的元数据保存到 /home/ucar/traffic_sign_data/processed_metadata.csv；此前已保存的原图与旧元数据保持不变。