[发明专利]交叉路口车辆排队长度的单帧图像检测装置及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能交通技术领域，具体是一种利用单帧图像检测城市交叉路口车辆排队长度的装置及其工作方法。

背景技术

随着社会经济的高速发展，公务车、私家车拥有数量近年来一直加速上升，全国各大城市交通拥挤、堵塞日趋严重。仅仅依靠修路、架桥扩容已经不能解决交通堵塞、交通事故等问题。因此城市道路交通建设、规划部门与交通管理部门开始采用现代高新科技，将建设与管理结合起来。在这种背景下，从系统的观念出发，把车辆和道路综合起来考虑，运用各种高新技术系统来解决问题的智能交通系统(ITS)就应运而生了。智能交通系统是经济发展所带来的众多交通问题的理想解决方案，它代表了交通系统的发展趋势。城市交叉路口车辆排队长度是城市交通信息的一项重要内容，它的获取可为智能红绿灯控制、动态导航、交通疏导等提供最直接、最可靠的依据。

目前城市交叉路口车辆排队长度的检测主要有感应线圈检测和视频检测两种方法。

感应线圈检测是一种传统的车辆排队长度检测方法，具有的优点：单车识别率较高，系统连接方法简单、成本低，工作稳定、不受恶劣天气等环境因素影响。缺点：安装和维护时必须直接埋入车道，线圈易被重车碾压、施工损坏；线圈易受冰冻、路基下沉、盐碱等自然环境的影响，容易损坏，使用寿命短；更重要的是当车流拥堵、车间距小于3米时，线圈的检测精度大幅度降低，甚至无法检测。另外，安装和维护线圈时，交通会暂时受到阻碍，切割路面面积比较大，埋置线圈的切缝软化了路面，容易造成整个路面的下陷，影响路面使用寿命。

以计算机视觉为基础的视频检测技术，一般都是基于视频流的检测，可以替代传统的检测器并提供其他检测器所无法完成的更多的车辆和交通流的状态参数。视频检测的优点：安装方便，不破坏路面，施工时基本不影响交通；可以实现大区域检测；摄象机设置方便、灵活，容易维护。缺点：受图像处理算法、天气、光照、阴影等环境因素影响较大。由于利用视频图像获取交通流信息的复杂性，视频检测技术仍处于不断完善中。

发明内容

为了解决现有视频检测技术的缺点，本发明的目的是提供一种交叉路口车辆排队长度的单帧图像检测方法。该方法仅采用交叉路口的单帧图像即可检测出车辆的排队长度，克服了采用视频流检测容易受天气、光照、摄像头抖动等影响的缺点。

本发明方法包括以下几个步骤：

第一、摄像头安装。在交叉路口车道上方对着每个行驶方向安装视频摄像头1台。若是十字路口，4台摄像机即可。摄像机连续拍摄交通图像存储备用，但用于车辆排队长度检测的图像，只需要交通灯的红灯转为黄灯前一时刻的单帧图像即可。

第二、环境光照强度检测。为了克服视频检测容易受天气、光照等的影响，本发明采用环境光照强度检测的方法，在光线不好时，拍摄单帧图像时自动启用闪光灯进行拍照。

第三、车道区域定位。为了在检测车辆排队长度的同时能降低运算量，实现排队长度检测的实时性，就必须只对图像中的部分区域进行处理。本发明通过车道标志线检测来实现固定检测区域的定位，即只对所要检测的车道内的图像信息进行处理。

第四、确定队尾。提取车道区域内车辆的边缘信息，并将其投影至车道区域中线上，扫描中线上的信息，若存在连续的N行无白点信息(N选取略小于一辆车总投影点的个数)则判断该处为队尾。

第五、图像排队长度计算。将图像底部(即队头)至队尾的边缘信息投影至该车道的中线上，通过计算中线上相应的像素数即可得到图像上的排队长度。

第六、实际排队长度计算。根据现场布局图得到每个像素点代表的实际长度的换算公式，计算出实际车辆排队长度。

本发明的有益效果是，仅采用单帧图像进行车辆排队长度的检测，不易受镜头抖动等影响。在光照条件不好的情况下，自动启用闪光灯拍照，使全天候24小时不间断检测成为可能。克服了依靠视频流检测因环境、光照、摄像机抖动等因素引起的误差与错误。

附图说明

图1是本发明中车辆排队长度检测装置的结构示意图。

图2是本发明提出的车辆排队长度检测方法的流程框图。

图3是本发明中实际车辆排队长度计算图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。