[发明专利]一种客货分道交通参数监测系统的实现方法

说明书

一种客货分道交通参数监测系统的实现方法，包括：客货车分道行驶监测、车道的车速检测、车流量统计、车辆行驶状态监测和公路拥堵状态监测。对于客货车分道行驶监测是通过对固定车道的异种车辆检测实现的，在分类监测的前提下，对固定车道的相关车辆进行交通参数的实时监测。本发明实现的系统提供了一种低成本，高实用性的监控手段，实现了对高速公路上客货分道的监控及相应交通参数监测的人工智能化。

技术领域

本发明属于计算机机器视觉检测技术领域，涉及用于高速公路场景的视频分析监控，为一种客货分道交通参数监测系统的实现方法。

背景技术

进入21世纪，由于交通需求的爆发式增长，带来两个主要方面的问题：一是大部分的公路通道的交通量已趋于饱和，从而导致高速公路人工监管压力的剧增；二是客货运输需求的不同：人们对客运快速、安全、舒适、便利等方面提出了更高的要求，而货物运输则向大运量、快速化、节能化发展，因此对客货分道行驶的需求应运而生，目前的客货分道技术主要集中于对道路本身的分流设计，而对实时监控方面，还缺乏有力的自动监控技术，客货分道的实际实施情况并不乐观。并且，新的道路结构设计也不适用于已有的高速公路。

对于庞大的高速公路交通网，虽然现在已经有了一些交通流参数的监测技术，但针对客货分道的监控仍然主要依靠人工监管，对工作人员的要求较高，负担较重。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：面对客货分道的需求，以及庞大的高速公路网，存在人工监管分析高速公路监控视频难的问题，需要一种自动化的监控系统来实现实时自动监控。

本发明的技术方案为：一种客货分道交通参数监测系统的实现方法，根据高速公路的监控视频，对客货分道及相应交通参数进行自动监测，包括以下两个部分：

1)确定监测区域，训练样本得到车型分类器：

1.1)利用监控视频的连续视频流图像构建高速公路背景，对高速公路中的车道进行兴趣域标定，将客车道标定为ROI_K，货车道标定为ROI_H；并在车道上标定两条检测绊线，分别为起始绊线和终止绊线；

1.2)构建训练样本数据集，具体如下：

提取运动目标，对运动目标进行大小归一化处理后保存以作为样本数据集，对提取的运动目标图像按车型进行分类，分为三类：客车一类、货车一类以及其它车辆一类；

1.3)利用线性SVM对1.2)得到的样本数据集进行训练以生成分类模型；

1.4)由线性SVM结合1.3)所得的分类模型，构成车型分类器；

2)根据实时监控视频监测交通参数：

2.1)读取视频流，将视频转换为连续的视频帧，对每一帧进行处理，混合高斯提取运动目标；

2.2)车速检测，具体如下：

2.2.a)如果车辆的运动轨迹集中有效轨迹帧小于2，则置该车辆的速度为0，否则执行2.2.b)；

2.2.b)计算出当前帧的前第二帧中车辆的质心，计算该质心点到起始绊线的距离y_end，设该车辆在第一帧有效轨迹帧中车辆质心到起始绊线的距离为y_start，得到这两帧期间车辆行驶的距离：

distance＝y_start-y_end

若distance<7，则置该车辆的速度为0，否则执行2.2.c)；

其中质心点到起始绊线的距离计算如下：在图像帧坐标系中，设点为(x_p，y_p)，起始绊线的直线为：A*x+B*y+C＝0，则距离计算为