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专利号: 2019106702462
申请人: 山东交通学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 信号装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用计算机视觉实现高速公路车辆行为检测的方法,其特征是,所述方法包括以下步骤:提取所拍摄高速公路图像中存在的边缘,得到边缘图像;

分析所述边缘图像的像素点,得到车道分界线;

利用神经网络训练高速公路车辆检测模型,检测所述高速公路图像中存在的车辆;

分析不同时刻的图像,得到各车辆的行驶轨迹;

根据所述车辆行驶轨迹与车道分界线的位置关系,得到车辆的行驶状态。

2.根据权利要求1所述的利用计算机视觉实现高速公路车辆行为检测的方法,其特征是,所述车道分界线包括高速公路行车道与应急车道分界线、行车道与中间隔离带的分界线和高速公路两侧的边界线。

3.根据权利要求2所述的利用计算机视觉实现高速公路车辆行为检测的方法,其特征是,分析所述边缘图像的像素点,得到车道分界线的具体过程为:S21,在所述高速公路图像的边框,分别向图像内延伸若干像素点,并以延伸后的位置作为分界线的检测起点;

S22,若所述检测起点的灰度值为255,则记录该检测起点的坐标,并检测该点向图像内延伸方向相邻若干像素点的灰度值;

S23,若相邻若干像素点中,有多个灰度值为255的像素点,将灰度值为255的所有像素点的坐标取平均值,作为第二检测点,记录所述第二检测点的坐标;

S24,以所述第二检测点为起点,按照步骤S22和步骤S23的操作,得到第三检测点,以此类推,分别得到第四检测点至第N检测点,并记录各检测点的坐标;

S25,记录检测起点和第N检测点连线所在直线l与参考方向的夹角α,按照步骤S22和步骤S23的操作,继续检测第N+1检测点;

S26,从第N+1检测点开始,若向图像内延伸方向相邻若干像素点中灰度值为255的像素点多于1个,则选取离直线l最近的像素点作为下一个检测点,直至得到第2N检测点,记录第N+1检测点和第2N检测点连线与参考方向的夹角β;

S27,比较夹角α与夹角β的差值,若所述差值满足设定条件,则停止检测,否则用夹角β替换夹角α,继续检测,每隔N个检测点判断一次β与α的差值,至差值满足设定条件,停止检测;

S28,将以同一个检测起点为基准得到的检测点作为一个坐标数组,计算所述坐标数组中相邻检测点之间的距离,并将所有距离求和,若距离和大于所述高速公路图像高度的1/

4,则认为得到分界线。

4.根据权利要求3所述的利用计算机视觉实现高速公路车辆行为检测的方法,其特征是,若步骤S21中所述检测起点位于所述高速公路图像的左边框或右边框,则步骤S25中所述参考方向为高速公路图像的水平方向;若步骤S21中所述检测起点位于所述高速公路图像的下边框,则步骤S25中所述参考方向为高速公路图像的垂直方向。

5.根据权利要求3所述的利用计算机视觉实现高速公路车辆行为检测的方法,其特征是,当所述向图像内延伸方向相邻若干像素点中不存在灰度值为255的像素点,则向相同方向再移动一个像素点。

6.根据权利要求2所述的利用计算机视觉实现高速公路车辆行为检测的方法,其特征是,所述分析不同时刻的图像,得到各车辆的行驶轨迹的具体过程为:在t时刻拍摄的高速公路图像t中,利用车辆检测模型,为每一辆车赋予ID,并记录车辆的坐标;

在t+1时刻拍摄的高速公路图像t+1中,利用车辆检测模型,为每一辆车赋予ID,并记录车辆的坐标;

计算图像t+1中每辆车与图像t中所有车的欧几里得距离,并获取所述欧几里得距离的最小值;

若所述欧几里得距离的最小值小于设定值,则认为在图像t+1中找到了和图像t中相同的一辆车,反之,则认为在图像t+1中新出现了一辆车;

以此类推,分别在图像t+2、t+3…t+n中进行车辆的同一性认定,得到同一辆车在图像t、t+1…t+n中的坐标,这一系列坐标构成了这辆车的行驶轨迹。

7.根据权利要求1所述的利用计算机视觉实现高速公路车辆行为检测的方法,其特征是,所述车辆的行驶状态包括车辆是否发生车祸和车辆是否逆行。

8.根据权利要求7所述的利用计算机视觉实现高速公路车辆行为检测的方法,其特征是,所述车辆发生车祸的具体判断方式为:对车辆的行驶轨迹进行分析,若辆车的行驶轨迹在连续2秒钟的时间内未发生变化,且位于应急车道内,则认为有异常停车行为,如果异常停车的车辆数多于1,则认为发生车祸;

若车辆的行驶轨迹在连续2秒钟的时间内未发生变化,且位于非应急车道内,则认为发生了车祸;

若车辆的行驶轨迹越过了高速公路边界线,则认为发生了车祸;

若车辆的行驶轨迹越过了行车道与中间隔离带的分界线,则认为发生了车祸。

9.根据权利要求7所述的利用计算机视觉实现高速公路车辆行为检测的方法,其特征是,所述车辆逆行的具体判断方式为:选定车辆行驶方向的正方向,根据行车道的方向和车辆行驶轨迹的方向,判断车辆是否发生逆行。