[发明专利]基于实时双路视频流的车型精确分类系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车型分类系统及方法，具体涉及一种基于实时双路视频流的车型精确分类系统及方法，属于道路交通技术领域。

背景技术

伴随着社会经济飞速发展和城市化进程的加快，我国道路交通规模急剧扩张，由此而产生的一系列交通管理问题急需得到解决。基于不同的交通管理需求对车辆进行统一口径的车型精确分类管理，是一项行之有效的技术手段。

表1《JT-T489-2003收费公路车辆通行费车型分类标准》

车型精确分类是采用多维度传感器技术，基于交通行业标准规范《JT-T489-2003收费公路车辆通行费车型分类标准》（以下简称《标准》，如表1所示内容），对车辆的外观、用途、承载能力的差异进行的种类划分行为，车型精确分类作为现代智能交通管理重要组成部分，具有重大的社会意义和经济价值。该技术被广泛应用于封闭道路联网收费系统、停车场收费管理系统、重点隧道及桥梁收费管理系统、车辆税费征集管理系统等多个领域，对公平车辆税费负担，科学合理规划道路空间具有重要意。

目前，对车型精确分类主要采用两种方法。

第一种方法是：采用一台正向采集摄像机，基于视频检测方法实现车辆检测分类，系统可将车辆长度分为A、B、C、D、E、F六类。

该种方法为单视频流车型分类（又称可见光视频检测方法），其是在对视域进行标定的基础上，基于车辆的正投影图像进行平面几何测量得到车辆长度，并根据车辆长度不同划分为不同种类。该方法分类依据简单（仅参考车长）、实现容易，但并不能满足《行标》中根据车头高度、车轴数、轴距、车轮数等指标要求，因此，仅适用于交通参数统计、交通数据挖掘分析等学术和科研领域。

另外，由于该方法基于车辆正投影图像的平面几何图形测量，因此，对摄像机架设高度、角度非常严格，现实应用中施工难度较大。

第二种方法是：将环形地感线圈检测器（主要提供车辆存在及触发、车长判定）、红外光栅检测器（主要提供车辆轮廓扫描、车辆分离、车头高度）、车轴检测器（主要提供车辆轴数、轴距、轮数检测）、车辆牌照识别器（主要用于识别车辆牌照编号、车牌底色）以及数据控制主机（将各检测器实时数据进行汇总，并基于时间、空间进行同步处理，最终根据车头高度、车轴数、轴距、轮数、车长、车牌特征对车辆进行精确分类）集成应用（参见图1），依据《标准》中对车头高度、车轴数、轴距、车轮数、载客或载货能力等要求分为1-5型车。此外，环形地感线圈检测器、红外光栅检测器等也可以单独提供简单的车型分类功能，但是不能单独作为精确分类设备应用。

该方法的本质是一种多检测器数据集成应用技术，虽然能够全面提供《标准》中所要求的车型精确分类参数，但作为一种室外应用系统其前端结构过于复杂、冗余，因此，系统建设成本高昂、环境适应差、整体稳定性低，使用寿命短、后期维护难度大。同时，由于多检测器集成应用并不能克服各功能检测本身所固有的技术缺陷，其中某一种检测器就会导致整个系统丧失功能。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种基于车道入口高清车身扫描摄像机和车道正前或侧前45°角高清抓拍摄像机两路高清视频流的车型精确分类系统。

本发明的第二个目的在于提供基于该车型精确分类系统的对车型进行精确分类的方法。

为了实现第一个目标，本发明采用如下的技术方案：

一种基于实时双路视频流的车型精确分类系统，其特性在于，包括：

车身扫描摄像机：架设在车道入口，架设高度为1-1.5米，垂直扫描车身的侧面；

高清抓拍摄像机：架设在车道正前或侧前45°角方向，架设高度为1-1.5米，实现车辆正面图像抓拍；

视频车型检测器：将车身扫描摄像机传来的多帧图像进行拼接、还原车身；根据高清抓拍摄像机传来的图像信息，准确定位车辆位置，同时对目标车辆先进行初步划分再进行精确划分。

前述的基于实时双路视频流的车型精确分类系统，其特性在于，前述视频车型检测器包括以下模块：

视频实时学习模块：自动分离获取系统检测所需的图像静态背景信息、运动目标信息，同时对实时视频流进行在线实时自学习；

车辆检测模块：基于双路视频图像标定数据，在系统中建立与车、路物理空间一一映射的矢量坐标空间，采用目标轨迹跟踪、特征检测、聚类的方式提取目标车辆信息；

车辆抓拍识别模块：对符合车辆特征的目标进行车辆车头号牌跟踪定位，并自动识别车牌结构、车牌号、车牌底色，能够同时根据车牌在车道中的位置提供车辆存在触发信号；