[发明专利]一种交叉口针对应急车辆的避让判定方法、设备及介质

权利要求书

1.一种交叉口针对应急车辆的避让判定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：采集道路图像；

步骤2：根据步骤1采集的道路图像，确定实线位置并对其进行标定；

步骤3：拍摄来车方向道路视频并存储；

步骤4：抽取来车方向道路视频的视频帧；

步骤5：根据步骤4抽取的来车方向道路视频的视频帧，通过基于深度学习的目标检测技术进行车辆检测，同时，对应急车辆进行识别，获得输出的图像；包括：

D、制作数据集：数据集包括标注有应急车辆、普通车辆的图像，应急车辆包括警车、消防车、救护车、工程抢险车，其它为普通车辆；

E、训练目标检测模型：在建立的数据集上利用带有GPU运算能力的服务器进行训练，所用的算法为在前馈深度残差网络结构的基础上使用特征金字塔网络的目标检测网络；

F、将抽取的来车方向道路视频的视频帧即视频图像输入训练好的目标检测模型，进行车辆检测，输出类别信息与矩形框的位置信息，类别信息包括类别名称和置信度，根据类别名称和置信度判断输入图像中是否含有应急车辆，完成对应急车辆的识别，矩形框的位置信息是指车辆在图像中回归出的矩形框，该矩形框即边界框，对应检测车辆在图像中的回归位置；

步骤6：判断目标车辆是否可能出现避让应急车辆的情况，如果是，进入步骤7，否则，返回步骤4抽取下一帧视频帧；步骤6，包括步骤如下：

G、应急车辆和普通车辆的矩形框区域位置为{(x₀,y₀),w₀,h₀}、{(x_n,y_n),w_n,h_n}，(x₀,y₀)、w₀、h₀分别为应急车辆矩形框的中心点坐标、宽、高，(x_n,y_n)、w_n、h_n分别为普通车辆矩形框的中心点坐标、宽、高；

H、判断式(Ⅲ)或式(Ⅳ)是否成立，如果成立，则目标车辆有可能出现避让应急车辆的情况，进入步骤7，否则，返回步骤4抽取下一帧视频帧；式(Ⅲ)、式(Ⅳ)如下所示：

步骤7：判断是否压线，如果是，进入步骤8，否则，返回步骤4抽取下一帧视频帧；步骤7中，包括步骤如下：

I、使用逆投影变换将图像变换为俯视图，得到世界坐标系内z＝0平面的道路图像；通过使用OpenCV提供的方法，为道路图像中的车辆绘制包围轮廓的最小矩形，并输出了左上角和右下角顶点坐标，分别为(x_lt,y_lt)、(x_rb,y_rb)；

J、目标车辆即所观察普通车辆的矩形框的任一像素点横坐标在(x,x’)区间内，则认定压线，否则，返回步骤4，x表示实线的左侧边界，x′表示实线的右侧边界；

步骤8：进行避让判定，如果是，进行车牌识别、信息上传以执行违章记录清除，否则，返回步骤4抽取下一帧视频帧；步骤8中，包括：

K、计算应急车辆的中线和前方普通车辆的车辆的中线之间的夹角；

L、判断应急车辆矩形框的最小纵坐标在邻近的少于5帧图像中是否大于前方普通车辆矩形框的最大纵坐标；

M、如果应急车辆的中线和前方普通车辆的车辆的中线之间的夹角大小在取值范围(45°-δ,45°+δ)内，并且应急车辆矩形框的最小纵坐标在邻近的少于5帧图像中大于前方普通车辆矩形框的最大纵坐标，即判定进行了避让，δ为误差值，δ＝5°，否则，返回步骤(4)抽取下一帧视频帧；

步骤K中，车辆中线向量由矩形框中心坐标和底边中点坐标确定，矩形框中心坐标和底边中点坐标由矩形框的左上角点坐标和右下角点坐标计算得到，夹角计算公式如式(Ⅵ)所示：

θ＝arccos(v₁·v₂/||v₁||||v₂||)(Ⅵ)

式(Ⅵ)中，阈值θ的取值范围为(45°-δ,45°+δ)。