[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

技術領域

本發明屬機器視覺與智能控制領域，是一種利用計算機技術、圖像處理技術、數據庫技術等對智能交通算法進行評估的方法。

背景技術

隨著公路交通基礎設施的逐漸完善和私人汽車數量的增加，道路交通問題日益嚴重。近年來，交通事故頻繁，道路交通事故造成的生命和財產損失越來越引起人們的關注。據統計：2008年，全國共發生道路交通事故265204起，造成73484人死亡，304919人受傷，直接財產損失10.1億元；2009年，全國共發生道路交通事故238351起，造成67759人死亡，275125人受傷，直接財產損失9.1億元；2010年，全國共發生道路交通事故3906164起，造成65225人死亡，254075人受傷，直接財產損失9.3億元。為了最大限度地減少道路交通事故造成的生命和財產損失，在過去的幾十年中，國內外專家和學者都在積極開展有關智能交通系統（ITS）的研究工作。

近年來，眾多基于計算機視覺的智能交通算法應運而生，它們運用計算機和圖像處理等技術，完成對包括車輛數、車速、車型等交通參數的自動檢測。算法不同，精度也不同。盡管各種智能算法公布的準確率大多在90%以上，但由于迄今為止還沒有一個統一、準確、可靠的驗證平臺和評估方法，無法驗證各種算法公布的準確度是否可信，也就很難對各種算法的優劣進行比較評判。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種基于人工標定的智能交通算法評估方法，基于人工標定的數據，獲取準確的交通參數，并將其與待評估的智能算法得到的交通參數進行對比，得到該算法的準確度，從而評價該算法性能的優劣。

本發明所涉及的硬件設備包括PC機、攝像機及相對應的采集卡。攝像機拍攝的視頻導入PC機，并轉化為通用格式的視頻文件，如MPG格式。人工標定部分需應用開源軟件ViPER，該軟件可以人工手動地逐幀標注目標單位在視頻中所處的位置，本發明應用該軟件進行交通單位（車輛/行人/交通標志）的時間—位置數據標定。

一種基于人工標定的智能交通算法評估方法，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，高速路口匝道等；

不同時段：早高峰，晚高峰，白天，傍晚等；

不同環境：無陰影，光照陰影明顯，霧，雨雪天氣等；

不同目標：車輛，行人，交通標志等；

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，設定要標定的參數，包括名稱、標注框種類等。

步驟2.3，人工標定交通視頻中的各個單位的時間—位置信息。

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。

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。

（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。

如圖1所示，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。