[发明专利]一种以鲁棒性车辆目标检测为核心的道路拥堵状况检测方法

说明书

一种以鲁棒性车辆目标检测为核心的道路拥堵状况检测方法，首先采用YOLOv3模型网络进行车辆检测；然后针对车辆检测框中心点存在抖动引起重复计数问题，通过车辆中心点坐标是否位于车辆检测框内、和车辆检测框与车检器的交集是否大于设定阈值的方式实现车辆精准计数，并记录车辆在一定时间内的位置和大小信息；利用NMS进行信息筛选估算最大承载量；最后具体量化拥堵指数CI，采用该拥堵指数能准确判断路段拥堵程度。本发明方法能够直接明了、简单方便、经济实时地获得道路交通拥堵状况，方便地方交警部门应用，具有决策参考价值。

技术领域

本发明涉及一种交通拥堵检测方法，具体涉及一种以鲁棒性车辆目标检测为核心的道路拥堵状况检测方法。

背景技术

随着人们生活水平逐渐提高，机动车人均占有率大幅增加，城市交通拥堵现象日益严峻。交通拥堵是一种由于交通量超过道路通行能力而造成交通活动缓慢、中断的现象，带来的出行延误，环境污染造成大量经济损失。因此，研究交通拥堵检测方法从而对交通拥堵做出针对性的预防措施意义重大。对于交通拥堵检测，传统的方法采用传感器获取道路上的车辆数目、车辆速度等交通流参数，存在以下弊端：

(1)：传统道路拥堵的解决方法一般较依赖于道路的历史拥堵信息，比如某些道路在特定的时间、场合等会发生拥堵，交通管理的决策者通过这些信息可以在一定程度上缓解道路拥堵的问题。由于这些历史信息不具有实时性，因此交通管理的决策者只能大致判断拥堵出现的时段和地点。

(2)：已有的基于目标检测的计数算法采用邻帧同一目标是否位于检测线异侧判断是否计数，忽视了检验框抖动对车辆计数的影响。

(3)：目前计算道路最大承载量的方法是对道路长时间的承载数目做记录，得出这段时间的最大承载量，统计记录耗时过长，且对道路交通状况要求较高。

(4)：现有的拥堵检测方法识别精度不高，对道路交通突发状况敏感度低。为了准确评测道路拥堵状况。

现有技术中的文献[1]：LYU Xian,QI Yong,ZHANG Weibin,等.基于单轴地磁传感器的车辆参数检测算法研究[J].交通信息与安全,2018,36(006):90-97,122.

文献[2]：吕鲜,戚湧,张伟斌,等.基于单轴地磁传感器的车辆参数检测算法研究[J].交通信息与安全,2018,36(06):90-97+122.

文献[3]：赵亚妮,高辉.基于超声波的车辆检测器设计[J].计算机测量与控制,2011,19(10):2542-2544+2548.

文献[4]：顾夫挺,郭海锋,何德峰.基于地磁和超声波传感器的可靠无线车辆检测算法[J].高技术通讯,2018,28(Z2):57-64.

文献[1]、文献[2]中的磁频采集计数主要通过地埋式硬件设备对车辆进行检测，当车辆经过检测区域时，通过监测检测区域的磁场是否发生变化来判断是否有车辆经过。但是由于磁频采集计数通常采用地埋方式，它需要对路面进行一定改造以便于安装，其维护、重新安装困难，往往需要对道路进行短暂的封闭。文献[3]、文献[4]中以超声传感器作为波频采集设备，主要是通过发射声波对车辆进行检测，波频采集技术作为一种非地埋式的检测技术，不仅不会破坏道路的整体结构，同时其检测精度也能满足需求。但是波频采集技术的设备一般造价昂贵，同时只对车型单一，车流稳定的，车速分布均匀的道路准确度较高。在针对车流拥堵以及大型车较多、车型分布不均匀的路段，由于遮挡，测量精度会受到比较大的影响。

近年来，全路段视频监控系统全面铺设为采用计算机视觉方法检测拥堵提供可能。基于视频流的道路拥堵检测近年来发展迅速,已逐步取代磁频采集技术和波频采集技术。基于视觉技术的车辆检测一般采用虚拟线圈与虚拟检测线、背景差分法、帧差法等。