[发明专利]一种基于雷达与视频融合的道路运行状态检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于雷达与视频融合的道路运行状态检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：通过毫米波雷达和视频检测器对运动目标进行数据采集，毫米波雷达实时采集运动目标的位置、速度和角度；视频检测器实时采集高清路面图像信息，对数据进行预处理，过滤干扰和无效信息；

步骤二：将毫米波雷达数据坐标转换至视频像素坐标系坐标，并将毫米波雷达与视频检测器的时间进行配准，实现毫米波雷达的冗余车辆感兴趣区域对视频图像的映射，完成传感器的时空融合；

步骤三：采用经历史图像数据训练得到的卷积神经网络对感兴趣区域进行识别，确定存在车辆的感兴趣区域，剔除雷达虚警信息；

步骤四：根据车辆识别结果进行交通统计数据计算，得到一定时间段内交通运行状态参数，包括流量、平均速度和排队长度。

2.根据权利要求1所述的基于雷达与视频融合的道路运行状态检测方法，其特征在于，步骤二中在实现空间的融合时，包括如下步骤：

步骤S210：获取毫米波雷达的安装高度与角度；

步骤S211：将毫米波雷达所在的球坐标系转换到世界坐标系中，以毫米波雷达位置为坐标原点，毫米波雷达检测到的目标为P，目标P与毫米波雷达的径向距离为r，方位角为α，雷达安装高度为h，雷达波束斜向下照射，s为雷达波束中轴线和地平面的交点与雷达的径向距离，目标P与毫米波雷达在中轴线与竖直方向的平面内的角度为θ；

将径向距离r分解为：

以直线s向地面倾斜方向为O-Z_w轴正方向，以雷达所在平面水平向左为O-X_w轴正方向，垂直于O-X_w轴向上的设为O-Y_w轴正方向，建立O-X_wY_wZ_w世界坐标系：

由三角函数关系可得：

步骤212：根据视频检测器安装位置，将毫米波雷达世界坐标系转换为视频检测器的相机坐标系，点(x_w,y_w,z_w)从世界坐标系向相机坐标系转换的关系式为：

其中，R为3×3的坐标系旋转矩阵，T为3×1的平移向量，点(x_c,y_c,z_c)是点(x_w,y_w,z_w)在相机坐标系下的坐标；R和T的参数数值取决于摄像机安装位置；

步骤S213：将相机坐标系下的点(x_c,y_c,z_c)转换为图像坐标系中的点(x_i,y_i)，其坐标为：

公式中f为摄像机的焦距。

3.根据权利要求2所述的基于雷达与视频融合的道路运行状态检测方法，其特征在于，在步骤S213中，对图像坐标系和图像像素坐标系进行校准，具体为：将图像坐标系下的点(x_i,y_i)转换为图像像素坐标系下的点(u,v)，

图像坐标系O-x_iy_i的坐标原点在像素坐标系O-uv中的坐标为(u₀,v₀)，δ为像素坐标系O-uv中坐标轴之间的夹角。