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专利号: 2019112703693
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于FCOS的车辆追踪方法,其特征在于,包括以下步骤:

检测步骤:获取车辆图片,并利用FCOS全卷积一阶段目标检测网络模型对车辆图片进行训练得出FCOS车辆检测模型,利用FCOS车辆检测模型检测车辆,获取车辆的位置信息;

追踪步骤:对FCOS车辆检测模型检测到的车辆进行特征提取,通过比较特征间相似度,进行车辆匹配,得出所有车辆的小段轨迹,利用轨迹比较模型计算小段轨迹间的相似度,对相似度最高的两个小段轨迹进行匹配连接;

所述追踪步骤具体包括:

1) 通过训练好的FaceNet模型计算裁剪的车辆图像的特征向量;

2) 通过图像边缘提取算法获取车辆图像的边缘特征信息;

3) 通过对前后帧所有的车辆图像进行特征对比,相似度最高的一组被标记为同一辆车;

4) 通过上述步骤,在固定的时间窗口内,得出所有车辆的小段轨迹;

5) 利用轨迹比较模型计算小段轨迹间的相似度,对相似度最高的两个小段轨迹进行匹配连接;

所述步骤3)通过对前后帧所有的车辆图像进行特征对比,相似度最高的一组被标记为同一辆车,具体包括:把上一帧图像和当前帧图像中所有车辆的特征信息进行对比,特征信息指的是融合了FaceNet提取的特征和图像边缘提取算法提取的边缘特征的特征信息,通过对比特征信息,结合IOU重叠度大小判断前后帧中两个车辆是否为同一车辆。

2.根据权利要求1所述的一种基于FCOS的车辆追踪方法,其特征在于,所述检测步骤具体包括:

1)对输入的道路监控视频采用ffmpeg进行解帧,并保存单帧图片;

2)利用FCOS车辆检测模型对所述单帧图片进行检测、识别,截取并保存被识别为车辆的部分。

3.根据权利要求2所述的一种基于FCOS的车辆追踪方法,其特征在于,所述FCOS车辆检测模型采用ResNet‑50作为FCOS的backbone网络,使用SGD优化器,初始学习率为0.01,batch size设置为16,在迭代12000次后得到模型,FCOS车辆检测模型用于检测出图片中的车辆,在检测后返回多个矩形框的顶点坐标,矩形框内即为被检测出的车辆,将矩形框内的图像截取并保存,方便后续进行特征提取和对比。

4.根据权利要求3所述的一种基于FCOS的车辆追踪方法,其特征在于, FaceNet是谷歌的人脸检测算法,选取FaceNet网络进行车辆特征的提取;FaceNet模型是利用多组车辆图片通过FaceNet网络训练得出,每组车辆图片都分别为同一辆车,实施中采用Google inception v1 作为backbone网络,采用SGD优化器,起始的学习率设置为0.05然后逐渐衰减直至模型收敛,在迭代8000次后得到FaceNet模型;

利用训练好的FaceNet模型对截取的车辆图片进行特征提取,得到128维向量,采用欧式距离度量特征间的相似性。

5.根据权利要求4所述的一种基于FCOS的车辆追踪方法,其特征在于,所述步骤2)通过图像边缘提取算法获取车辆图像的边缘特征信息,具体包括:边缘特征信息是通过canny算子提取的,通过建立图像金字塔,在不同尺度下对canny处理后的边缘图像进行模板匹配,得到一个最大匹配度。

6.根据权利要求5所述的一种基于FCOS的车辆追踪方法,其特征在于,所述步骤4)在固定的时间窗口内,得出所有车辆的小段轨迹,具体包括:选择64帧大小的窗口,对于每个车辆,将64帧时间上的位置串联起来形成小段轨迹。

7.根据权利要求6所述的一种基于FCOS的车辆追踪方法,其特征在于,所述步骤5)利用轨迹比较模型度量小段轨迹间的相似度,即通过卷积神经网络全连接层输出相似度,对相似度最高的两个小段轨迹进行匹配连接,得到每个车辆完整的轨迹,完成车辆追踪,具体包括:通过轨迹比较模型,将每64帧上的车辆位置信息和外观特征信息送入CNN网络,通过池化层进行特征合并,在全连接层输出轨迹间的相似性,轨迹比较模型是利用多个64帧时间窗口上的车辆小段轨迹样本训练得出。

8.一种基于FCOS的车辆追踪系统,其特征在于,包括:

检测模块:用于获取车辆图片,并利用FCOS全卷积一阶段目标检测网络模型对车辆图片进行训练得出FCOS车辆检测模型,利用FCOS车辆检测模型检测车辆;获取到车辆的位置信息;

追踪模块:用于对FCOS车辆检测模型检测到的车辆进行特征提取,通过比较特征间相似度,进行车辆匹配,得出所有车辆的小段轨迹,利用轨迹比较模型计算小段轨迹间的相似度,对相似度最高的两个小段轨迹进行匹配连接,完成匹配;

所述追踪模块具体包括以下步骤:

1) 通过训练好的FaceNet模型计算裁剪的车辆图像的特征向量;

2) 通过图像边缘提取算法获取车辆图像的边缘特征信息;

3) 通过对前后帧所有的车辆图像进行特征对比,相似度最高的一组被标记为同一辆车;

4) 通过上述步骤,在固定的时间窗口内,得出所有车辆的小段轨迹;

5) 利用轨迹比较模型计算小段轨迹间的相似度,对相似度最高的两个小段轨迹进行匹配连接;

所述步骤3)通过对前后帧所有的车辆图像进行特征对比,相似度最高的一组被标记为同一辆车,具体包括:把上一帧图像和当前帧图像中所有车辆的特征信息进行对比,特征信息指的是融合了FaceNet提取的特征和图像边缘提取算法提取的边缘特征的特征信息,通过对比特征信息,结合IOU重叠度大小判断前后帧中两个车辆是否为同一车辆。