[发明专利]一种基于无人机的行人过街设施全路网自动化排查方法

说明书

本发明公开了一种基于无人机的行人过街设施全路网自动化排查方法，涉及计算机视觉技术领域，本发明可以充分利用无人机自动垂直悬停拍摄的优势，避免了道路环境的遮挡，从而获得全面、清晰的视野，并且在对视频数据进行处理时，无需进行视角转换及坐标转换，解决了现有交通摄像头视角低、成本高、数据可获得性差等问题；以行人个体过街轨迹为单位，利用轨迹聚类算法实现行人过街模式无监督识别，最终以识别出的过街模式为基础，充分考虑不同的行人过街类型，从限制或规范危险度较高的轨迹模式为出发点，改善路网中的过街设施规划设计、提出相应的行人过街安全管控措施，从而提升行人过街安全水平。

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域，特别涉及一种基于无人机的行人过街设施全路网自动化排查方法。

背景技术

智能化的交通运营管理手段是当前城市交通大数据智能应用的重点。目前行人过街设施使用情况调查方法以人工现场巡查为主，费时费力，且受观察员主观影响较大，如何高效率地排查路网中的行人过街设施点位，实现行人过街情况自动化调查，找出现有过街设施存在问题，并就设计、施工、管理等方面提出分析意见，从而使这些设施在技术、经济、社会效益等方面发挥得更加合理，成为亟需解决的问题。

一方面，目前国内外广泛使用的行人数据提取方法为基于交通摄像头的识别提取法。虽然交通摄像头已经被广泛安装，但它涉及到隐私问题，因此影响了摄像头作为行人数据收集工具的使用；并且行人轨迹在不同设备之间是不连续的，多个摄像头之间的同步非常复杂，导致额外的大量工作。

近几年来，随着经济社会快速发展，无人机开始在民用领域广泛普及。与传统的固定交通摄像机相比，无人机具有较强的机动性和灵活性，受交通状况的影响较小。其人工垂直悬停拍摄特点可以避免道路环境的遮挡；此外，还可以自由切换采集图像或视频的角度和距离，为航拍摄影提供了方便操作。且无人机航拍影像具有高分辨率、大比例尺、小面积、高现实性的优点，有助于获得更全面、更清晰的视野，在对视频数据进行处理时，也无需进行视角转换及坐标转换。作为一种有效的空中交通信息采集平台，无人机多用于交通监测、道路建设检查、道路测量等方面，但在行人过街设施调查方面却没有涉猎。另一方面，无人机场景中的目标检测与跟踪技术具有重要的研究价值和意义。随着机器学习的兴起，基于计算机视觉的图像处理技术得到了很大的发展。

针对现有技术存在的问题，本申请提供了一种基于无人机的行人过街设施全路网自动化排查方法，结合高精度、鲁棒性强的目标检测算法及目标跟踪算法获得高精度、可靠和稳定的轨迹数据，基于无人机数据采集功能实现行人过街轨迹自动化提取及过街模式无监督识别功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无人机的行人过街设施全路网自动化排查方法，结合高精度、鲁棒性强的目标检测算法及目标跟踪算法获得高精度、可靠和稳定的轨迹数据，基于无人机数据采集功能实现行人过街轨迹自动化提取及过街模式无监督识别功能。

本发明提供了一种基于无人机的行人过街设施全路网自动化排查方法，包括以下步骤：

步骤S1：利用无人机拍摄获取路网中不同过街设施点位处的行人过街视频数据并存储；

步骤S2：利用目标检测算法与目标跟踪算法相结合的框架提取视频中的行人轨迹数据；

步骤S3：对由目标检测或目标跟踪失误造成的问题轨迹数据进行剔除或匹配拼接，形成行人过街的连续轨迹；

步骤S4：利用轨迹聚类算法对连续轨迹数据进行聚类，聚类形成多种过街模式，识别出不同设施点位处的行人过街模式；

步骤S5：构建行人过街设施信息库，将无人机预先巡视获取到的设施点位的过街信息存储在行人过街设施信息库中，设置设施打分体系，将行人过街模式与行人过街设施信息库内的信息进行轨迹模式分析评价，并依照分析评价结果提供过街安全改善措施，实现全路网过街设施点位排查。