[發明專利]用于高速公路大場景下車輛違法行為跟蹤識別和自動抓拍的方法

在審

• 申請號: 201711316890.7
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108091142A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 王敏;姜良維;王長君;鄒平;鄭煜;蔡崗
• 申請（專利權）人: 公安部交通管理科學研究所
• 主分類號: G08G1/017
• 分類號: G08G1/017
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;屠志力

本發明提供一種用于高速公路大場景下車輛違法行為跟蹤識別和自動抓拍的方法，包括以下步驟：步驟S1，檢測進入高速公路大場景中的車輛目標；步驟S2，跟蹤并識別車輛目標的通行行為；步驟S3，動態控制攝像機對發生交通違法行為的車輛目標進行持續跟蹤；步驟S4，對發生交通違法行為的車輛目標進行快速抓拍，步驟S5，對發生交通違法行為的車輛目標進行取證記錄。本發明提出的方法基于單個PTZ攝像機有效解決了高速公路上通行車輛連續變更車道、不按規定車道行駛等長時段交通違法行為的識別和過程取證問題。

技術領域

本發明涉及一種用于高速公路大場景下車輛違法行為跟蹤識別和自動抓拍的方法，屬于交通圖像處理與交通信息技術領域。

背景技術

高速公路機動車交通違法行為抓拍系統在我國應用越來越廣泛，常見的交通違法行為包括超速行駛、占用應急車道、不按規定車道行駛等。其中超速抓拍系統通常采用線圈-攝像機、微波雷達-攝像機、虛擬線圈-攝像機以及區間測速等方式；占用應急車道抓拍系統通過路側安裝的攝像機對進入標定的應急車道范圍內的車輛進行抓拍；不按規定車道行駛抓拍系統主要用于抓拍貨車、大客車等大型車輛對超車道的占用行為，通過安裝在超車道的線圈或者攝像機標定的虛擬線圈對車輛占用時間的計算來識別車輛長度，從而判定是否是大型車輛并進行抓拍。當前高速公路上實際應用的交通違法行為抓拍系統的共性在于只能對車輛交通違法行為進行瞬時地識別并抓拍一張或多張圖片，缺乏對連續變更車道、長期占用超車道、右側超車等需要長時間識別判定其違法行為的取證功能。

基于PTZ(Pan-Tilt-Zoom，左右-上下-放縮控制)攝像機的交通視頻監控技術能夠利用攝像機的運動控制實現對運動目標的自動持續跟蹤。近年來的研究成果中有不少技術利用這種特性實現對車輛目標進行多角度或者全景場景的視頻圖像分析，但是仍然缺乏自動控制攝像機的PTZ參數對運動目標進行主動的視頻跟蹤和記錄。如中國發明專利201310359688提出的一種基于PTZ攝像機巡航的智能視頻分析系統及方法，通過配置PTZ攝像機預置位/巡航點，對周圍場景進行監控，并拼接全景圖像，進行運動目標的檢測和分析，但PTZ攝像機的運動是按照巡航路徑進行，并沒有對檢測目標或事件進行針對性地控制聚焦和跟蹤，難以實現對事件的完整過程進行記錄；如中國發明專利201110126627提出的基于車型聚類的交通流參數視頻檢測方法，構建了PTZ攝像機像平面坐標系與實際坐標系的嚴格變換關系，對車輛尺寸進行測量，該方法下對攝像機的安裝和標定要求較高，也難以進行持續跟蹤特定目標進行行為分析；如中國發明申請201510670812提出的一種基于視頻檢測的違章車輛檢測裝置及其方法，基于邊緣特征、分類器和差分法對運動目標進行檢測，分析有無壓線、越線、逆行和違法停車的違章行為，然后控制云臺抓拍圖像，但沒有控制云臺變焦和調整角度對目標運動的持續跟蹤并記錄視頻，這也是本發明技術解決的關鍵難點問題，難以實現對需要長時間識別判定的違法行為的取證功能。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足，提供一種用于高速公路大場景下車輛違法行為跟蹤識別和自動抓拍的方法，實現了對高速公路大場景范圍內車輛目標長時間的定位跟蹤和通行行為識別，對發生連續變更車道、長期占用超車道、右側超車等交通違法行為的車輛進行快速抓拍，以抓拍圖像和跟蹤視頻構成了通行車輛交通違法行為的取證信息鏈，解決了高速公路上長時段交通違法行為的識別和取證問題。本發明采用的技術方案是：

一種用于高速公路大場景下車輛違法行為跟蹤識別和自動抓拍的方法，包括以下步驟：

步驟S1，檢測進入高速公路大場景中的車輛目標；

步驟S2，跟蹤并識別車輛目標的通行行為；

步驟S3，動態控制攝像機對發生交通違法行為的車輛目標進行持續跟蹤；

步驟S4，對發生交通違法行為的車輛目標進行快速抓拍，

步驟S5，對發生交通違法行為的車輛目標進行取證記錄。

進一步地，步驟S1具體包括：