[發明專利]一種基于Kinect的行人闖紅燈檢測方法及其系統

有效

• 申請號: 201310251766.2
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN103366565A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 孫永劍;萬昌江;李仁旺;王朝增;王海燕
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/005;G06K9/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及現場作業分析仿真相關技術領域，尤其是指一種基于Kinect的行人闖紅燈檢測方法及其系統。

背景技術

目前隨著社會節奏的加快，治安監控也越來越來重要，同時交通事故也頻繁發生，尤其是行人闖紅燈事故。而現在數字化網絡技術正逐步引起人們的注意，視頻監控系統特別在安全防范領域收到人們的青睞。但目前的監控系統并不能做到實時分析的功能。

中國專利申請公布號：CN?101739809A，申請公布日2010年6月16日，公開了一種行人闖紅燈自動報警監控系統，包括有紅外幕簾檢測器、工業計算機和攝像頭，紅外幕簾檢測器與工業計算機連接，攝像頭與工業計算機連接，工業計算機中設置有人像識別程序和違章判別程序，工業計算機利用違章判別程序根據紅外幕簾檢測器返回的信號判斷行人闖紅燈事件發生，然后利用人像識別程序對行人進行圖像識別，并將圖像進行存儲。紅外幕簾檢測器由第一紅外探測器和第二紅外探測器構成，第一紅外探測器的探測紅外線投射在行人過街橫道線中的一個區域，第二紅外探測器的探測紅外線投射在行人過街橫道線中的一個相鄰區域。該發明利用紅外線探測技術和人像識別技術，自動判別行人闖紅燈現象并發出警示，并記錄違章者圖片信息，該發明的不足之處在于，只能通過檢測行人是否過了一個指定區域來判斷行人是否闖紅燈，而無法判斷行人的運動狀態，這樣使得有些在人行橫道中間設置臨時等待區的地方來說，會導致該系統檢測存在一定的錯誤。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中不能實時捕捉行人過馬路時的動作并以此來判斷該行人在過馬路時是否有闖紅燈的不足，提供了一種能夠實時捕捉行人過馬路時的動作并以此來判斷該行人在過馬路時是否有闖紅燈的基于Kinect的行人闖紅燈檢測方法及其系統。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于Kinect的行人闖紅燈檢測方法，在紅綠燈指示為紅燈時，該系統進行工作，具體操作步驟如下：

（1）通過Kinect體感攝影機對行人過馬路的動作進行視頻采集，獲取相應的深度圖像數據流和彩色圖像數據流；

（2）將獲得的深度圖像數據流和彩色圖像數據流轉化為人體骨骼中20個關節在系統空間坐標系中的三維坐標值；

（3）通過識別的人體骨骼中各關節的三維坐標值來跟蹤同一時刻人體骨骼的運動狀態，從而確定該時刻的靜態人體姿勢；

（4）通過國標的人體尺寸數據庫來建立以人體身高或體重百分位為標準的男性和女性三維人體模型；

（5）通過獲取在不同采樣時刻的靜態人體姿勢圖像序列對人體運動狀態的跟蹤和標定，將圖像與預先定義的人體模型相匹配，以此得到各個采樣時刻的人體運動參數；

（6）在人體姿勢圖像序列建立后，將圖像序列中的靜態人體姿勢的特征變化與預先存放的動作庫相比較，找到匹配的動作，完成對圖像序列中人體行為的識別；

（7）判斷行人在過馬路時的動作，若行人闖紅燈，進行語音報警，同時通過無線通訊方式向路面附近的協警發送報警信息，以便進行管制，并拍照進行記錄。

通過Kinect體感攝像機采集人體的動作狀態，同時將采集到的信息進行數據處理，獲取三維的人體模型，其中在三維人體模型中包含了19個人體部位和20個人體關節，根據國內標準的人體尺寸來識別人體的運動狀態，通過設置的采樣頻率來捕獲人體的連續動作狀態，進行行人闖紅燈的判斷，以便于及時的采取措施，從而避免交通事故的發生，這樣設計實現了能夠實時捕捉行人過馬路時的動作并以此來判斷該行人在過馬路時是否有闖紅燈的目的。

作為優選，在步驟（2）中，先建立系統空間坐標系，然后以系統空間坐標系為基準確定彩色圖像數據流的系統空間坐標和深度數據流的系統空間坐標，再以系統空間坐標系為基準通過彩色圖像數據流的系統空間坐標和深度數據流的系統空間坐標來確定人體骨骼關鍵關節的系統空間坐標，之后建立人體骨骼與系統空間的轉換矩陣，最后確定人體骨骼20個關節的系統空間坐標，通過確定的人體骨骼20個關節系統空間坐標，然后再根據國內標準的人體尺寸來確定人體的運動姿勢，不同的采樣時間采取不同的運動姿勢序列，從而完成動作的捕捉。