[發明專利]一種基于人工標定的智能交通算法評估方法

有效

• 申請號: 201410074978.2
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN103810854A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 辛樂;高江杰;房圣超;陳陽舟
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種基于人工標定的智能交通算法評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，建立交通視頻數據庫；

收集多場景、不同環境下的交通視頻，視頻分類如下：

不同地點：快速路，交叉路口，高速路口匝道；

不同時段：早高峰，晚高峰，白天，傍晚；

不同環境：無陰影，光照陰影明顯，霧，雨雪天氣；

不同目標：車輛，行人，交通標志；

每段時長10～60分鐘不等，可以滿足多種算法的驗證需求；

步驟2，利用ViPER軟件對交通視頻進行人工標定；

步驟2.1，載入待標定的交通視頻；

步驟2.2，設定要標定的數據，包括名稱、標注框種類；

步驟2.3，人工標定交通視頻中的各個單位即車輛/行人/交通標志的時間—位置信息；

步驟3，導出人工標定的數據；

將在ViPER軟件中標定的數據保存為XML格式的文件，并將其導出；

步驟4，對步驟3所述XML文件進行數據分析，獲取所需的交通參數；

步驟4.1，形成車輛行進軌跡；

讀取標定信息，將由X、Y、Width、Height所構成的矩形框中心（X+Width/2，Y+Height/2）視為車輛所在位置，連結各個時間點的車輛位置，形成車輛行進軌跡；

步驟4.2，計算車輛數；

步驟4.3，計算車間距、平均車間距；

根據攝像機標定，獲得視頻中道路所對應的實際長度；由相鄰矩形框坐標位置相減得到車間距，平均車間距為統計一段時間內的車間距均值；

步驟4.4，計算車速、平均車速；

根據攝像機標定，獲得所畫虛擬線圈所對應的實際距離，按照步驟4.2所述方法得到每輛車進入及駛出虛擬線圈的時刻，由距離/時間得到車輛行駛速度；統計一段時間內，所有經過虛擬線圈的車輛的速度，獲取其平均速度；

步驟4.5，計算車輛排隊長度；

步驟4.6，獲取交通標志位置信息；

讀取車載視頻標注的交通標志信息，獲取交通標志在每一時刻的位置，通過攝像機標定，擬合出實際距離對應圖像中的長度關系，由交通標志的位置信息轉化為實際距離信息；

步驟4.7，按照步驟4.1的方法形成行人軌跡；

步驟5，完善交通視頻數據庫；

將步驟1中所述的每段交通視頻按照步驟2和步驟3所述方法進行人工標定，然后按照步驟4所述方法計算每段視頻中的交通參數，原始視頻及其對應的人工標定數據和交通參數共同組成用于算法評估的交通視頻數據庫；

步驟6，對待驗證算法進行評估；

選取視頻數據庫中的同一段多或段視頻，應用待驗證算法測量上述交通參數，將測量結果與數據庫中的交通參數進行比對，計算測量的準確度，由此判斷待驗證算法的準確性。

2.根據權利要求1所述的一種基于人工標定的智能交通算法評估方法，其特征在于，所述步驟2.3人工標定的信息包括：單位編號；類別：1—車輛，2—行人，3—交通標志；單位在視頻中持續的幀數；單位區域的左上角點坐標（X，Y）；單位區域的橫向寬度Width、縱向高度Height。

3.根據權利要求1所述的一種基于人工標定的智能交通算法評估方法，其特征在于，所述步驟4.2計算車輛數的方法還包括以下步驟：

（1）根據視頻設定車道數和虛擬線圈，線圈寬度與車道同寬，長度不小于一個車身長度；

（2）根據車輛與虛擬線圈的幾何關系，進行分車道車輛計數；

假設四邊形ABCD為設定的虛擬線圈，車輛V由AB邊駛入CD邊駛出；車輛位置與虛擬線圈四個頂點存在幾何關系VA+VB-AB≥0，VC+VD-CD≥0；VA+VB-AB的最小值點對應車輛進入該虛擬線圈的時刻，VC+VD-CD的最小值點對應車輛駛出虛擬線圈的時刻，據此可以判斷車輛駛入或駛出線圈的行為及進入和駛出的時刻；

若某車對同一虛擬線圈完成駛入駛出行為，進行一次對該車道的車輛計數；該車道車輛數+1；

若某車輛駛入某虛擬線圈，但未駛出任何虛擬線圈，則認為該車行駛異常，不計數；

若某車輛駛入某虛擬線圈，但從另一虛擬線圈駛出，則認為該車進行換道行為，其駛出的虛擬線圈計數+1。

4.根據權利要求1所述的一種基于人工標定的智能交通算法評估方法，其特征在于，所述步驟4.5基于多幀、長時間段的人工標定計算車輛排隊長度，具體方法如下：

設定停車線位置，利用步驟1所獲得的每輛車的時間—位置信息繪制其距停車線距離與時間的關系曲線，每條線代表一輛車；到達交叉路口的排隊車輛經過行駛—停車等待—繼續行駛3個階段，停車與啟動的分界點稱為拐點；擬合車道內的每輛車的拐點得到整個車道的停車波與啟動波，即交通波；根據交通波與排隊長度的關系計算排隊長度和停車延誤：

QL(t)=TL(t)-HL(t)

式中，t為時間，QL(t)為排隊長度，TL(t)為隊尾與停車線距離，HL(t)為對頭與停車線距離。