[发明专利]一种实时跟踪的对开式刀闸状态的检测方法

权利要求书

1.一种实时跟踪的对开式刀闸状态的检测方法，其特征在于，包括：采集对开式刀闸的实时监控视频，获取视频的每帧图像并根据任一帧图像建立该型号刀闸臂的边界线模型并保存为模型文件，且根据模型文件计算刀闸臂的左中点、右中点、中点和中线；

获取视频的第一帧图像并对其中的刀闸进行定位，同时提取第一帧图像中刀闸臂的利于跟踪的特征点并记录；根据定位结果对第一帧图像中的刀闸进行边缘检测，确定第一帧图像中最终的左刀闸臂边缘线和右刀闸臂边缘线，进而计算左刀闸臂和右刀闸臂之间的初始夹角，判断第一帧图像中刀闸的实时状态；

提取前一帧图像的刀闸臂的特征点将其对应在当前帧图像中并获取这些特征点在当前帧图像中的位置，对当前帧图像中刀闸臂跟踪定位，根据该定位结果对当前帧图像中的刀闸进行边缘检测，确定当前帧图像中最终的的左刀闸臂边缘线和右刀闸臂边缘线，进而计算左刀闸臂和右刀闸臂之间的初始夹角；

根据中线估算系统误差，确定当前帧图像中左刀闸臂和右刀闸臂之间的校正夹角，判断当前帧图像中刀闸的实时状态；

与处理当前帧图像相同的方式依次处理下一帧图像，直至检测到刀闸停止运动，验证视频中刀闸运动的最终状态。

2.根据权利要求1所述的实时跟踪的对开式刀闸状态的检测方法，其特征在于，根据该定位结果对第一帧图像中的刀闸进行边缘检测，确定第一帧图像中的最终的左刀闸臂边缘线和右刀闸臂边缘线的具体方式为：

根据定位结果对第一帧图像进行边缘检测，获取边缘线集合；将根据模型文件计算的刀闸臂的左中点和右中点直接对应到第一帧图像中，计算第一帧图像中刀闸臂的左中点和右中点到边缘线集合中的每条边缘线的距离，将不在阈值范围内的距离所对应的边缘线剔除，获取更新边缘线集合；

利用中线将更新边缘线集合左右区分，分别获取左刀闸臂边缘线集合和右刀闸臂边缘线集合并进行对称配对，确定第一帧图像最终的左刀闸臂边缘线和右刀闸臂边缘线。

3.根据权利要求2所述的实时跟踪的对开式刀闸状态的检测方法，其特征在于，对当前帧图像中刀闸臂跟踪定位的具体方式为：前一帧图像中的特征点对应到当前帧图像中为跟踪点，计算前一帧图像中的特征点与当前帧图像中的跟踪点在x和y方向的位移量dx和dy；

遍历前一帧和当前帧图像中所有对应的特征点和跟踪点对，给定位移阈值，剔除dx和dy不在给定位移阈值范围内的跟踪点，更新跟踪点并记录；

给定数目阈值，若更新后的跟踪点数目小于数目阈值，则在当前帧图像中添加当前不存在的能检测到的跟踪点，再次更新跟踪点并记录；遍历当前帧图像中所有跟踪点，将跟踪点的当前位置记作终点end，该跟踪点第一次在前帧图像中出现时的位置记作起点start，当前帧图像中的跟踪点移动量为shift＝abs(end.x-start.x)+abs(end.y-start.y)，其中end.x和end.y表示终点的x和y坐标，start.x和start.y表示起点的x和y坐标；

计算当前帧图像中刀闸臂的左中点和右中点所在的直线方程，记做基准线y＝k_base*x+b_base；遍历所有跟踪点的终点，如果end.y<＝k_base*end.x+b_base，则该终点在基准线上方，否则在基准线下方，分别统计在基准线上侧和下侧的终点数目及平均移动量；

相对大的平均移动量为最终的平均移动量，并记录其所对应的跟踪点数目；

给定移动阈值，若最终的平均移动量与其对应的跟踪点数目的乘积小于等于移动阈值，则表示刀闸刚开始运动或还未开始运动，根据前一帧图像的刀闸臂位置对当前帧刀闸臂跟踪定位；若最终的平均移动量与其对应的跟踪点数目的乘积大于移动阈值，则分别估计当前帧图像中刀闸的左刀闸臂角度和右刀闸臂角度，结合跟踪点对当前帧刀闸臂跟踪定位。