[發明專利]一種基于無人機的交通監測裝置

有效

• 申請號: 201110287250.4
• 申請日: 2011-09-26
• 公開（公告）號: CN102436738A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 彭仲仁;張立業;孫健;常云濤
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松;周醒

技術領域

本發明屬于交通技術領域，涉及交通事件快速響應、交通事件監測和公安及路政系統車輛追蹤，尤其是一種基于無人機的交通監測裝置。

背景技術

無人駕駛飛機是一種用來觀測地表目標或投放對地武器的空中飛行平臺，被廣泛應用于軍事戰爭，用來進行情報偵察，其可以通過其觀測地表目標的功能用來檢測交通信息。與傳統的交通信息檢測設備相比，其特點是部署靈活、單設備監測視野廣、成本低，并可采集車輛運行軌跡等微觀交通信息，應用前景廣闊。

無人駕駛飛機可通過成像設備采集道路交通視頻信息，這些視頻信息具有明顯的時空屬性，且蘊含明確的交通語義。交通語義是指描述出行者交通行為的語言，如車輛跟馳、換道、加速、減速以及交通流的流量、速度和密度參數等描述性參數。如何從海量視頻數據中快速查找，符合指定的文本檢索條件或與指定車輛圖像相似的視頻片段，是無人機在交通中應用的關鍵問題之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于無人機的交通監測裝置，可確定交通信息，并構建數據庫，該實現交通視頻的海量信息存儲和快速檢索。

為達到以上目的，本發明所采用的解決方案是：

一種基于無人機的交通監測裝置，其包括無人機和處理設備，無人機上裝設有成像設備、定位設備和傳輸設備，所述成像設備采集地面交通視頻，所述定位設備，確定飛行參數，獲得交通視頻對應的時空信息，所述傳輸設備，將成像設備和定位設備所采集的信息傳輸至處理設備；處理設備結合交通視頻及與其一一對應的時空信息計算獲得交通信息。

所述飛行參數包括無人機的經緯度、無人機的傾斜角、翻滾角、方向角和飛行高度。

所述處理設備包括車輛位置識別模塊和交通語義提取模塊，所述車輛位置識別模塊通過對采集交通視頻的成像設備參數標定，利用圖像邊緣檢測canny算法和圖像板塊輪廓，確定道路區域；統計道路區域灰度值直方圖峰值，作為背景灰度信息，分割圖像；通過圖像斑塊分析，利用車輛的幾何形狀特征作為模板，檢測移動和靜止車輛；利用Kanade-Lucas-Tomasi特征跟蹤算法，結合K均值聚類，跟蹤運動車輛，車輛速度在道路方向值大于指定的閾值時，判定為運動車輛，除去運動車輛，剩余圖像斑塊為靜止車輛；通過透視成像模型的幾何關系、相機的焦距和圖像主點位置，利用空間幾何圖形的相似關系計算車輛尺寸；利用成像設備參數將圖像坐標轉換為世界坐標，車輛圖像斑塊中心所對應的世界坐標即為車輛實際空間坐標；所述交通語義提取模塊根據車輛的實際空間坐標以及每一視頻幀所對應的時間和車輛的編號，獲取車輛的行駛軌跡，并按照交通工程學的定義統計獲取交通量、交通密度和平均速度。

所述成像設備參數包括成像設備內部參數和外部參數，內部參數包括焦距、圖像主點位置和五個畸變參數，外部參數包括旋轉矩陣R和平移向量T。

所述處理設備還包括交通安全判別模塊，根據道路的限速信息，當從視頻檢測到的車輛速度達到閾值時則認為車輛危險駕駛；檢測到靜態車輛，若車輛不在路邊則認為非常有可能是交通事故；根據車輛的行駛軌跡，判斷車輛的方向，如果車輛方向與道路方向不一致則認為是逆向行駛。

所述處理設備還包括視頻檢索模塊，根據視頻對應的交通語義和時空信息，建立交通視頻文件與交通語義的關聯，構成檢索數據庫。

所述交通視頻文件與交通語義的關聯，是將描述交通行為的信息記錄至對應的數據庫，在數據庫中建立外鍵字段，該外鍵字段使得數據庫與視頻文件信息表格建立索引關系，完成視頻文件交通語義的自動標注。

由于采用了上述方案，本發明具有以下特點：利用該方法，用戶可快速查找符合條件的交通視頻片段及其對應的時空信息，結合人工視頻識別，可確認交通事件或進行特定車輛追蹤。本發明在交通事件管理和公安及路政系統特定車輛追蹤領域有較好的應用前景。

附圖說明

圖1是本發明涉及的硬件及其數據流圖。

圖2是基于交通語義的無人機視頻檢索方法實施流程。

具體實施方式

以下結合附圖所示實施例對本發明作進一步的說明。