[发明专利]基于航拍图像的道路交通拥堵分析方法

摘要

本发明提供一种基于航拍图像的道路交通拥堵分析方法，首先通过无人机采集得到航拍图像，并传输至远程服务器保存；其次针对动态背景的航拍图像引入背景补偿技术，在一段时间内重建出静态场景，在此基础上采用基于像素灰度投票策略完成背景提取，进而利用背景减和形态腐蚀技术，提取出道路车辆；然后采用改进的均值漂移跟踪算法，完成所有车辆的跟踪；最后结合帧率，计算出时间占有率和平均行程速度，并将其作为拥堵分析模型的基本指标，基于模糊理论建立模型，实现交通拥堵分析。本发明的方法能够为交通部门进一步做交通拥堵分析以及拥堵疏导策略提供数据支持，从而可以尽量避免交通拥堵现象的发生，使道路交通资源获得最大化的合理使用。

主权项

一种基于航拍视频的交通流参数提取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)航拍图像获取通过无人机采集得到航拍图像，并传输至远程服务器保存或保存于无人机上设置的存储设备中；步骤2)动态背景补偿选取首帧为参考帧，后续帧中某一帧为待补偿帧，采用Harris算法对参考帧和待补偿帧进行角点提取，进而采用模板匹配法对参考帧和待补偿帧中的角点进行粗匹配；在粗匹配的基础上，引入极线约束条件，运用RANSAC算法，剔除粗匹配中的错误匹配点对，实现精确匹配；最后根据精确匹配结果，求解透射变换矩阵，将待补偿帧进行透视变换，从而完成背景补偿；以此类推，对后续帧中的每一帧进行背景补偿；步骤3)车辆提取在基于动态背景补偿基础之上，采用基于像素灰度投票策略完成背景提取，从视频首帧开始连续选取若干帧进行背景建模；提取出背景后，利用背景减和形态腐蚀技术，提取出道路车辆；步骤4)车辆跟踪在检测出首帧的车辆位置后，采用基于多线程技术的检测跟踪复合算法跟踪后续帧中的所有车辆；步骤5)交通特征参数提取在检测和跟踪基础上，根据车辆的位置信息，结合视频帧率和以及像素与实际物理距离的关系，计算交通特征参数：平均行程速度、时间占有率；步骤6)交通拥堵分析利用平均行程速度和时间占有率作为交通拥堵分析基本指标，采用模糊理论技术，将路段的拥堵程度分为三个等级，为基本指标建立隶属度函数，根据基于加权的隶属度最大值来判定拥堵程度等级。