[發明專利]基于視頻的交叉口區域交通參數統計方法

有效

• 申請號: 201911343078.2
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111161545B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 陳陽舟;師澤宇;辛樂;盧佳程
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G08G1/017
• 分類號: G08G1/017;G08G1/065
• 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

本發明公開了一種基于視頻的交叉口區域交通參數統計方法，該方法包括：車輛檢測、判斷用戶需求、在線交通參數統計、離線交通參數統計、信息發送和冗余信息刪除五個主要階段。本發明可以根據用戶在線與離線的不同需求，提供來源于視頻且基于元胞傳輸模型的交通參數統計數據。本發明采用模式識別和計算機快速統計代替人工統計的方法，解決人工統計數據應用于交叉口狀態估計的不適應性，時效性不能保證等問題，提高了效率，節約了成本。本發明可以為交通狀態監測、交通狀態估計、交通狀態預測、感應式交通控制、交通出行分析、交通流規律分析提供數據支撐，同時離線統計的交通參數數據也可用于土地利用、交通設施使用情況的分析。

技術領域

本發明屬于智能交通系統領域，具體涉及一種基于視頻的交叉口區域交通參數統計方法。

背景技術

交叉口是城市道路中多股交通流的交匯處，一個交叉口的通行順暢可以有效提高多條道路的交通效率。新的交通設施建設需要大量的時間和資金投入，不能快速地彌補交通需求的差額，同時由于司機不能及時得知道路擁堵信息，即加劇了部分道路的擁堵程度，又造成部分交通設置的閑置。智能交通系統正是通過系統內的傳感器，如地磁線圈、攝像機、雷達等，快速獲取道路交通系統中的多種數據，此類在線數據的高效分析將可以服務于交通狀態識別、交通狀態估計、交通狀態預測、感應時交通控制及交通誘導，從而緩解交通擁堵，提高運輸效率；另外，對于反復擁堵的地區，需要大量交通參數數據對已有交通設施的利用效率，交通設施設置的合理性，交通流規律，出行者的出行需求進行離線分析，從而提出切實可行的交通管理策略，而對檢測數據的離線統計可以給出一種解決方案。

在智能交通系統的諸多數據采集手段中，視頻采集是一種較為便捷廉價的采集方式，視頻數據中可以包含多種信息，而且視頻數據可以直觀的向交通管理者展示實時的交通狀態。但通過人工計數法統計交通視頻中的交通參數如交通量、密度等并不現實，因為用于在線的交通狀態數據具有很高的時效性，人工統計消耗的時間有可能會超過應用于在線的交通狀態數據的有效時間，所以不能用于在線交通服務，而用于離線的交通參數數據，數據量大，長時間的工作會使工作人員疲憊，從而影響統計精度和效率，同時長時間低效的人工統計占用了大量的人力勞動時間，浪費人力資本。因此需要依托于計算機系統的配套方法來代替人工統計，實現在線離線統計形式高效的同時執行，從而即滿足了用戶對交通參數的不同需求，又避免了人工統計的弊端，還在很大程度上節省人力成本，合理化了勞動力分工。

目前，針對短時交通狀態估計、預測問題和長期擁堵問題的研究，元胞傳輸模型都可以給出比較滿意的解答，但目前的交通參數統計方法并沒有按照元胞傳輸模型的基本條件劃分區域并采集數據，不利于元在交叉口范圍內應用。

發明內容

本發明提供了基于視頻的交叉口區域交通參數統計方法，該方法通過使用背景差分法、二值化處理、形態學開運算及卡爾曼濾波進行車輛檢測和跟蹤，對檢測后的車輛編號并獲取位置數據，然后依據用戶需求和區域劃分，進行在線交通參數統計和離線交通參數統計，完成統計后發送交通參數的統計信息，刪除產生的冗余數據。

本發明所述交叉口區域包括交叉口進口道區域、交叉口出口道區域、交叉口內部區域及區域連接處,所述交叉口進口道區域為交叉口進口道停車線沿車輛行駛方向反向推進至攝像機拍攝邊界并結合交叉口進口路段圍成的封閉區域，所述交叉口進口道區域為交叉口出口道與反向進口道停車線平行的直線沿車輛行駛方向正向推進至攝像機拍攝邊界并結合交叉口出口路段圍成的封閉區域，交叉口內部區域指圖像中非交叉口進口道和交叉口出口道的道路區域。

本發明所述交通參數包括通行時間、交通流量、交通密度；所述交通密度指交叉口進口道和出口道對應區域的交通密度，交通流量指交叉口進口道與交叉口內部區域交界處進入交叉口的流量和交叉口出口道與交叉口內部區域交界處離開交叉口的流量，通信時間指通過交叉口各區域的時間段。

本發明所述方法需要一套配套系統作為運行的支撐，該系統包括視頻采集裝置、圖形處理器、數據存儲裝置、中央處理器和通信裝置。