[发明专利]一种客货分道交通参数监测系统的实现方法

摘要

一种客货分道交通参数监测系统的实现方法，包括：客货车分道行驶监测、车道的车速检测、车流量统计、车辆行驶状态监测和公路拥堵状态监测。对于客货车分道行驶监测是通过对固定车道的异种车辆检测实现的，在分类监测的前提下，对固定车道的相关车辆进行交通参数的实时监测。本发明实现的系统提供了一种低成本，高实用性的监控手段，实现了对高速公路上客货分道的监控及相应交通参数监测的人工智能化。

主权项

1.一种客货分道交通参数监测系统的实现方法，其特征是根据高速公路的监控视频，对客货分道及相应交通参数进行自动监测，包括以下两个部分：1)确定监测区域，训练样本得到车型分类器：1.1)利用监控视频的连续视频流图像构建高速公路背景，对高速公路中的车道进行兴趣域标定，将客车道标定为ROI_K，货车道标定为ROI_H；并在车道上标定两条检测绊线，分别为起始绊线和终止绊线；1.2)训练样本数据集以得到车型分类器，具体如下：提取运动目标，对运动目标进行大小归一化处理后保存以作为样本数据集，对提取的运动目标图像按车型进行分类，分为三类：客车一类、货车一类以及其它车辆一类；1.3)对1.2)得到的样本数据集进行训练以生成分类模型；1.4)由线性SVM分类器结合1.3)所得的分类模型，构成车型分类器；2)根据实时监控视频监测交通参数：2.1)读取视频流，将视频转换为连续的视频帧，对每一帧进行处理，混合高斯提取运动目标，得到车辆的运动轨迹集，运动轨迹集为车辆在视频流中连续帧的运动轨迹集合，有效轨迹帧指该车辆在视频帧中被识别出的帧；2.2)车速检测，具体如下：2.2.a)如果车辆的运动轨迹集中有效轨迹帧的数量小于2，则置该车辆的速度为0，否则执行2.2.b)；2.2.b)计算出当前帧的前第二帧中车辆的质心，计算该质心点到起始绊线的距离y_end，设该车辆在第一帧有效轨迹帧中车辆质心到起始绊线的距离为y_start，得到这两帧期间车辆行驶的距离：distance＝y_start‑y_end若distance<7，则置该车辆的速度为0，否则执行2.2.c)；其中质心点到起始绊线的距离计算如下：在图像帧坐标系中，设点为(x_p,y_p)，起始绊线的直线为：A*x+B*y+C＝0，则距离为2.2.c)设运动轨迹集中的第一帧有效轨迹帧的帧序为0，2.2.b)中车辆质心点距离起始绊线距离为y_end的帧在该运动轨迹集中的相应帧序为counts_su，计算出车辆的移动速度为：speed＝distance/counts_suβ*n*3.6(km/h)其中，n为每秒中处理的图像帧数，β为实际世界长度与图像中的长度比；2.3)车流量统计，具体如下：2.3.a)若车辆的运动轨迹集中的帧数小于10，则无法做出有效的判断，跳过，否则执行2.3.b)；2.3.b)计算当前帧中车辆质心距离终止绊线的距离D_{_end}，该车辆的运动轨迹集中第一帧中车辆质心到起始绊线的距离为D_{_start}，这里计算点到绊线的距离方法为：在图像帧坐标系中，设点为(x_p,y_p)，直线为A*x+B*y+C＝0，则距离：Distance’＝A*x_p+B*y_p+C，若D_{_end}*D_{_start}<0，则车流量计数加1；否则计算当前帧中车辆质心距离起始绊线的距离D_{_start_new}，然后更新距离D_{_start}＝D_{_start_new}；2.4)对运动目标提取SIFT特征，对SIFT特征进行稀疏编码，空间池化，再用车型分类器对池化后的结果进行分类，检测是否有驶入客车道的非客车车辆，以及驶入货车道的非货车车辆，并对车辆的交通参数设定阈值进行监控，若发现驶入车道错误的车辆或超过阈值设定的情况进行报警。