[發明專利]一種基于圖像分析的摩托車不戴頭盔違章事件檢測方法

有效

• 申請號: 201410364518.3
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104200668B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 邱敦國;王茂寧
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G08G1/017
• 分類號: G08G1/017;G06K9/34
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙)51217
• 代理人: 潘育敏

一、技術領域

本發明涉及計算機應用，特別涉及智能交通管理。

二、背景技術

目前，摩托車成為一個很重要的交通工具，尤其在廣大農村，摩托車數量非常大，但是，每年因摩托車導致交通事故死亡非常多，摩托車因其速度快、性能差、保護措施弱，極易發生交通事故，而事故發生后的傷亡極其嚴重，大多造成頭部受傷，這是摩托車事故死亡率、致殘率高的主要原因，因此，保護頭部對摩托車駕乘人員非常重要。實踐證明，安全頭盔對駕乘人員的頭部具有很好的防護作用，能夠有效的降低和減輕外力對頭部(特別是大腦)的損傷，可以在駕乘人員發生交通事故摔倒或撞擊時，避免或減輕對頭部的傷害，減少車禍造成的死亡率或致殘率。

但是，現在很多摩托車駕駛員對摩托車駕駛的安全知識淡薄，為了駕駛方便，有很多摩托車駕駛員選擇不戴頭盔，這大大加大了摩托車事故的傷亡率。為了使摩托車駕駛員提高安全意識，國家出臺相關法規，對不戴摩托車的駕駛員進行處罰，其中《道路交通安全法》有明確規定，駕駛摩托車時，駕駛人員和乘坐人員應當按規定戴安全頭盔，不按照規定佩戴安全頭盔的，將受到記2分，罰款50元的處罰。

交通部門為了提高摩托車駕駛員的安全意識，促使摩托車駕駛員在行駛時自覺佩戴安全頭盔，組織了大量的警力對不戴頭盔的駕駛行為進行攔截處罰，這種方式不僅增加了大量的警力，同時在攔截過程中會出現駕駛員為逃避處罰快速駕車逃離，增加了事故危險。為了有效消除摩托車駕駛員不戴頭盔駕駛現象，非常有必要采用基于視頻檢測方式對不戴頭盔的駕駛行為進行檢測，抓拍違章車輛的圖像，實施非現場執法，這樣不僅可以減少警力的投入，還可保證執法的安全，可以有效提高摩托車駕駛員的安全駕駛意識。

三、發明內容

本發明的目的提供一種采用基于視頻檢測與圖像識別的方法，通過在道路上安裝高清攝像機，對過往的摩托車抓拍圖像，對不戴頭盔的駕駛行為進行檢測，自動對違章摩托車進行號牌識別，并記錄整個違章過程。通過非現場執法方式對不戴頭盔的摩托車駕駛行為進行處罰，不僅有效提高了駕駛員的安全意識，而且減少大量警力進行現場執法，避免現在執法帶來的新的危險事故。

本發明的目的是這樣達到的：一種基于圖像分析的摩托車不戴頭盔違章事件檢測方法,其特征在于：在摩托車行駛車道上安裝高清攝像機，在設定車道范圍內設定摩托車行駛的虛擬線圈，在虛擬線圈內根據摩托車默認寬度范圍，對摩托車的尾牌圖像進行抓拍，高清攝像機將采集的圖像序列發送到檢測主機，檢測主機根據接收的圖像，進行對當前車道的摩托車檢測、頭盔檢測和車牌識別。

1)摩托車的檢測

由于摩托車是運動目標，為了將運動目標從背景中分離出來，首先根據從攝像機獲取的圖像序列，采用高斯模型背景模型，建立背景圖像，然后將運動目標圖像減去背景圖像，提取出運動目標，采用目標跟蹤方式，檢測跟蹤目標，根據目標大小、行駛速度，行駛方向多種特征進行判斷，以確定目標是否為摩托車，對判定為摩托車的目標提取出摩托車圖像，獲取圖像中摩托車所處區域；

2)頭盔的檢測

采用圖像分析技術，針對頭盔與頭發的顏色差異性，判斷當前檢測的摩托車目標的頭頂部顏色的飽和度情況，以判定當前摩托車駕駛員是否佩戴頭盔；

頭盔檢測的具體過程是：根據在進行摩托車檢測時，已經提取出的摩托車在圖像中的區域，提取出摩托車圖像區域最上部分的小區域，該小區域為摩托車駕駛員的頭頂，將頭頂區域圖像顏色從RGB轉為HSV，計算頭頂部分區域圖像的平均飽和度值Sa，將平均飽和度與設定的初始值Sd進行比較，如果Sa<Sd，判斷為摩托車駕駛員沒有戴頭盔，選出圖像，生成違章視頻，其中，RGB為紅綠藍三色，HSV為Hue色度、Saturation飽和度、Value明度；

3)摩托車號牌識別

采用基于支持向量機的模式識別技術進行號牌識別：首先建立多種環境情況下摩托車漢字、字母和數字的字庫，在進行號牌識別時，首先搜尋到號牌區域，然后根據摩托車號牌的特點，分割出號牌圖像中每個字體的區域，再將分割出字體圖像與字庫進行比對，根據置信度大小判斷該字體屬于哪類，完成號牌識別。所述設定的初始值Sd＝12；

所述摩托車默認寬度范圍為1.2～1.8米；

所述選出圖像，生成違章視頻是選出間隔大于1米的2幀圖像，生成一段15秒鐘的違章視頻，作為摩托車違章的證據。