[發明專利]一種基于車輛檢測跟蹤的車輛分析方法及系統

有效

• 申請號: 201811559204.3
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109684986B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 劉小揚;王心瑩;何學智;林林
• 申請（專利權）人: 新大陸數字技術股份有限公司
• 主分類號: G06V20/58
• 分類號: G06V20/58;G06V10/56;G06V10/50;G06V20/40;G08G1/01;G08G1/065;H04W4/029;H04W4/40
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• 代理人: 暫無信息

一種基于車輛檢測跟蹤的車輛分析方法，包括以下步驟，(1)獲取視頻幀圖像，對視頻幀圖像進行車輛檢測，標定初始幀圖像上的車輛框；(2)建立模板特征：對初始幀圖像車輛框進行擴大得到背景框，對背景框提取圖像特征，建立位置模板特征；以及對車輛框進行多個尺度縮放，對每個尺度提取圖像特征，建立尺度模板特征；(3)輸入下一幀圖像，建立實時特征并將實時特征與模板特征建立相關，得出目標框位置，完成車輛跟蹤；(4)重復步驟(3)進行跟蹤；當跟蹤蹤的幀數到達預設的數值時，則從步驟(1)開始重復檢測再跟蹤；(5)獲取該車輛的所有車輛框，分析車輛的運動軌跡。

技術領域

本發明涉及交通管理技術領域，特別涉及一種基于車輛檢測跟蹤的車輛分析方法。

背景技術

當前使用的交通流量分析系統，通常采用人工進行統計、調度，這種方法一方面效率較為低下，無法滿足實時調控的需求，另一方面，此種方法需耗費很大的人力成本。

目前，已經采用的基于車輛檢測和跟蹤的技術可以克服以上人工檢測的缺陷，目前有聯合傳感技術、視頻技術、無線通信技術構建的自動車輛檢測系統，其通過高清紅外攝像機抓拍車牌信息、車內違法駕駛行為的監控等，通過地感線圈對路段的車流量進行統計監測，以及車輛測速儀對所經過的車輛進行測速等。在實際上，通過地感線圈對路段的車流量進行統計監測和超聲波檢測車輛，因前進中的車輛速度、種類始終變化，普遍存在反射信號不穩定，測量誤差大的問題；另外，地感線圈施工麻煩，容易破壞，使得其在實際應用中有很大的局限性。

發明內容

本發明的目的在于，提出一種可以實時監測車輛并進行分析車輛行為，且分析效率高、準確率高的基于車輛檢測跟蹤的車輛分析方法。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種基于車輛檢測跟蹤的車輛分析方法，包括以下步驟，

(1)獲取視頻幀圖像，對視頻幀圖像進行車輛檢測，標定初始幀圖像上的車輛框；

(2)建立模板特征：對初始幀圖像車輛框進行擴大得到背景框，對背景框提取圖像特征，建立位置模板特征；以及對車輛框進行多個尺度縮放，對每個尺度提取圖像特征，建立尺度模板特征；

(3)輸入下一幀圖像，建立實時特征并將實時特征與模板特征建立相關，得出目標框位置，完成車輛跟蹤；

具體步驟如下：在圖像中選取與背景框同等位置以及大小的候選框，對候選框提取圖像特征，建立位置實時特征；該位置實時特征與位置模板特征建立相關匹配得到中心位置響應圖，中心位置響應圖中最大響應值所在位置即為目標框中心位置；

基于目標框的中心位置，按車輛框大小選取候選框，按步驟(2)的方法對候選框進行多個尺度縮放后提取圖像特征，建立尺度實時特征；將該尺度實時特征與尺度模板特征建立相關匹配獲取響應圖，響應圖中最大響應值所在尺度即為目標框的尺度；

根據目標框中心位置以及目標框的尺度，得出目標框位置；

(4)重復步驟(3)進行跟蹤；當跟蹤蹤的幀數到達預設的數值時，則從步驟(1)開始重復檢測再跟蹤；

(5)獲取該車輛的所有車輛框，分析車輛的運動軌跡。

其中，上述步驟(4)之前還包括，對模板特征進行更新：將模板特征與實時特征進行線性融合，形成新的模板特征。

其中，上述步驟(2)中位置模板特征的獲取具體步驟為：

(2.1)提取梯度特征，包括將背景框分成小的連通區域，采集每個連通區域中各像素點的方向直方圖，將所有的方向直方圖組合后構成梯度特征直方圖；將該特度特征直方圖進行漢寧窗口加權，并進行二維傅里葉變換，構建成梯度模板特征xtf；