[发明专利]一种基于视频的道路交叉口电动自行车行驶速度获取方法

说明书

技术领域

本发明属于交通监控领域，具体涉及一种利用计算机视觉技术获取电动自行车行驶速度的方法。

背景技术

近年来，电动自行车在交通出行结构中的占比日渐增长。电动自行车相较于步行出行更加节省体力，且速度更快；而与汽车相比，它具有电力驱动无排放、环境友好污染少、不怕拥堵且成本低的优点。电动自行车这种快捷、清洁且成本低廉的出行方式十分受到人们的青睐，也逐渐成为城市中短途出行的主要交通方式。

然而，电动自行车这种出行方式在我国迅速发展与普及的同时，也给城市道路交叉口增添了拥堵、安全等问题。电动自行车骑行者不顾道路安全法律法规，如在交叉口内经常发生电动自行车驶入机动车辆的行驶空间、违反交通信号、超速抢行和电动车主私自改装电动车进行货物运输等行为，是导致电动自行车行驶安全性低的重要因素。如何合理分析、规范电动自行车在交叉口的驾驶行为，还需获取电动自行车的行驶参数，包括行驶速度、安全行驶区域和安全行驶速度。

目前国内外对电动自行车的微观交通数据的提取主要为模糊的数学推算，这种调查方式与人的主观能动性关系很大，调查人员对数据的观测具有不稳定性，推算出的微观交通数据往往精度较低。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于视频的道路交叉口电动自行车行驶速度获取方法，该方法能够准确获取道路交叉口内部电动自行车的行驶速度。

技术方案：本发明采用如下技术方案：一种基于视频的道路交叉口电动自行车行驶速度获取方法，包括如下步骤：

(1)采集道路交叉口的车辆行驶视频，设置视频中的检测区域为多条人行道围合的区域；

(2)对采集的视频进行处理，识别跟踪视频中道路交叉口的电动自行车，获取行驶轨迹坐标点；

(3)将电动自行车在视频图像上的质心坐标转换为实际二维平面坐标，计算其行驶速度。

步骤(2)包括如下步骤：

(2-1)建立所采集的道路交叉口视频的背景图像模型f(x,y)；可以采用混合高斯背景建模法建立背景图像模型f(x,y)；

(2-2)将视频中第t帧原始图像与步骤(2-1)建立的背景图像模型作差，得到第t帧前景运动目标A(x_t,y_t)；前景运动目标计算公式为：

A(x_t,y_t)＝f(x_t,y_t)-f(x,y)

其中，f(x_t,y_t)为第t帧原始图像，f(x,y)为背景图像；

(2-3)选取视频中多帧图像，对每一帧图像中的前景运动目标为电动自行车的前景团块，计算其团块面积、团块外接矩形的长度、团块外接矩形的宽度；

(2-4)建立电动自行车参数模型，所述模型的参数为电动自行车团块面积S，团块外接矩形的长度L、团块外接矩形的宽度W；对(2-3)中获取的参数进行统计，选取分布概率为η的参数值域作为电动自行车参数模型的取值范围；

(2-5)对于视频中第i帧图像和第j帧图像，获取前景运动目标A_i和A_j，计算对应的前景团块面积、团块外接矩形的长度、团块外接矩形的宽度，根据电动自行车参数模型中参数取值范围，判断A_i和A_j是否为电动自行车；

(2-6)如果A_i和A_j均为电动自行车，计算A_i和A_j的质心p_i和p_j，质心距离d_ij，如果满足条件：则A_i和A_j为同一辆电动自行车，p_i和p_j即为所述电动自行车在第i帧图像和第j帧图像中的行驶轨迹坐标点。

步骤(3)包括如下步骤：

(3-1)电动自行车在第a帧图像和第b帧图像中的实际行驶距离d_ab为：

其中(u_a,v_a)为第a帧图像中电动自行车的二维地面坐标；(u_b,v_b)为第b帧图像中电动自行车的二维地面坐标；

(3-2)电动自行车在第a帧图像和第b帧图像间的平均速度v_ab为：