[发明专利]基于视频和目标检测的交通标志信息采集方法及系统

说明书

本发明公开了基于视频和目标检测的交通标志信息采集方法及系统，属于计算机视觉图像处理技术领域，要解决的技术问题为如何通过技术手段实时准确地采集交通标志信息，克服人工采集交通标志信息地弊端，避免采集人员地安全隐患。包括如下步骤：通过车载摄像机采集车辆行驶过程视频，基于车辆行驶过程视频记录车辆行驶过程的交通标志；通过目标检测算法对车辆行驶过程视频中的交通标志进行检测识别，得到目标交通标志以及目标交通标志在车载摄像机屏幕坐标系下的坐标；通过单目摄像头测距方法计算目标交通标志与车辆之间的距离；基于车辆位置坐标以及交通标志与车辆之间的距离，计算目标交通标志的三维坐标。

技术领域

本发明涉及计算机视觉图像处理技术领域，具体地说是基于视频和目标检测的交通标志信息采集方法及系统。

背景技术

为满足道路交通安全的需求，交通标志信息不仅包括交通标志固有的类型、位置、支撑方式，以及牌面面积、反光膜等级等静态信息，还包括由于突发状况或外界因素对交通标志产生影响的实时动态信息。如遇到暴风雨、洪水、台风、地震等严重的自然灾害或恶劣的天气条件导致的交通标志牌面及支柱的破损、变形、弯曲、倾斜，发生交通事故导致交通标志产生移动、角度发生改变，路侧行道树和广告牌等对交通标志的遮挡，以及交通标志的缺失情况。这些情况的发生都会对驾驶人的安全行驶、道路的畅通产生不利的影响。

目前已有的交通标志信息采集方法主要依靠人工，存在实时性差、存在标志遗漏等缺点，并且在事故高发地段进行信息采集时信息采集人员存在道路安全隐患。

如何通过技术手段实时准确地采集交通标志信息，克服人工采集交通标志信息地弊端，避免采集人员地安全隐患，是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足，提供基于视频和目标检测的交通标志信息采集方法及系统，来解决如何通过技术手段实时准确地采集交通标志信息，克服人工采集交通标志信息地弊端，避免采集人员地安全隐患的技术问题。

第一方面，本发明一种基于视频和目标检测的交通标志信息采集方法，包括如下步骤：

通过车载摄像机采集车辆行驶过程视频，基于车辆行驶过程视频记录车辆行驶过程的交通标志；

通过目标检测算法对车辆行驶过程视频中的交通标志进行检测识别，得到目标交通标志以及目标交通标志在车载摄像机屏幕坐标系下的坐标；

通过单目摄像头测距方法计算目标交通标志与车辆之间的距离；

基于车辆位置坐标以及交通标志与车辆之间的距离，计算目标交通标志的三维坐标。

作为优选，通过预训练的卷积神经网络模型对车辆行驶过程视频中的交通标志进行检测，得到目标交通标志以及目标交通标志在摄像机屏幕坐标系下的中心坐标，将目标交通标志在车载摄像机屏幕坐标系下的中心坐标作为屏幕坐标；

通过单目摄像头测距方法计算目标交通标志与车辆之间的距离，包括：

基于摄像机的畸变参数计算没有畸变的屏幕坐标，将所述没有畸变的屏幕坐标作为目标屏幕坐标；

设定摄像机的外部参数，所述外部参数包括摄像机的架设高度H、与水平方向的俯仰角θ、与车辆正前方向的偏航角并基于构建的摄像机俯仰角与偏航角的单目测距模型计算车载摄像机与目标屏幕坐标的距离。

作为优选，所述畸变参数包括径向畸变参数和切向畸变参数，径向畸变参数共三个，分别为k₁、k₂和k₃，切向畸变系数共两个，分别为p₁和p₂；

所述目标屏幕坐标表示为：

其中，r²＝x²+y²。