[發明專利]一種基于計算機視覺的收費站交通狀態監測裝置和方法

有效

• 申請號: 202010139413.3
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111243275B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 李子龍;鮑蓉;朱衛東;潘曉博;鮑文正;厲丹;王德江
• 申請（專利權）人: 徐州工程學院
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/017;G08G1/065;H04N7/18;G07B15/06;G08B21/24;G06K9/00
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 薛茹丹

一種基于計算機視覺的收費站交通狀態監測裝置，包括攝像機、通信電纜和計算機，攝像機為多臺，車道上等間距設置多個圓形區域；通信電纜一端與攝像機連接，另一端與計算機連接，監測方法為通過攝像機采集收費站車道上排隊車輛的視頻圖像，可以實時獲取車道上車輛長度、車輛數量、車輛停留時間等狀態信息，能發現車輛變道插隊、車隊中有空閑距離等異常信息。當車道上排隊的車輛長度和車輛數量超過預設值，或發現有車輛變換車道插隊及車隊中間空閑著過大距離，都可在計算機端進行相應的報警提示，使收費站工作人員能實時監測收費站的交通狀態，并對發出報警提示的狀態及時作出相應的反應，減少車輛在收費站的停車時間長和擁堵現象。

技術領域

本發明涉及一種基于計算機視覺的收費站交通狀態監測裝置和方法，屬于智能交通管理技術領域。

背景技術

隨著社會經濟的高速發展，我國機動車保有量不斷增加，使得城市道路及其交通設施不堪重負，局部甚至大面積的交通擁堵時常發生。收費站作為車輛通行較為集中的地方，尤其在節假日期間，更容易產生擁堵現象。

因此，收費站作為交通路網的一部分，同樣需要對其交通狀態進行監測，以便于交通管理部門進行管理及決策。目前，尚沒有功能完善的收費站交通狀態監測系統，基本上是依靠人工判斷，不但耗時耗力，且一旦發生交通擁堵，收費站采取的措施也具有一定的滯后性，不利于交通路網的順暢運行。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種基于計算機視覺的收費站交通狀態監測裝置和方法，該監控裝置和監控方法能夠實時監測收費站各車道的交通狀態，為管理部門提供直觀便捷的收費站交通狀態信息，輔助其進行合理決策，確保交通路網的順暢運行。

為了實現上述目的，本發明提供一種基于計算機視覺的收費站交通狀態監測裝置，包括攝像機、通信電纜和計算機，所述的攝像機為多臺，分別設置于收費站各車道的入口處、出口處以及入口處和出口處之間的車道上，其中，車道上等間距的設置多個圓形區域；通信電纜的一端與攝像機連接，另一端與計算機連接；

所述車道入口處和出口處的攝像機均用于采集車輛的車牌信息；車道上的攝像機用于采集車道上的圓形區域被遮擋情況的圖像信息；通信電纜用于將攝像機采集到的圖像數據信號傳送至計算機，計算機對接收到的數據信號進行處理和分析，并在收費站車道交通狀態處于異常狀態時，進行報警提示。

一種基于計算機視覺的收費站交通狀態監測方法，包括如下步驟：

(1)在收費站的每個車道上，從收費亭處由近及遠每間隔距離d設置一個圓形區域，該區域顏色與周圍環境對比鮮明；

(2)從收費亭處由近及遠設置多臺攝像機，分別設置于各車道的入口處、出口處以及入口處和出口處之間的車道上，其中車道上的每臺攝像機均可監控其所在車道上的多個圓形區域；

(3)通過計算機提供的圖形用戶界面對各車道上每個攝像頭下的多個圓形區域進行標記，并根據距離收費亭距離由近及遠從1到N依次給每個圓形區域進行編號，其中N為圓形區域的個數；

(4)標記某一個圓形區域并用F表示，假定該圓形區域對應的半徑為r，以圓形區域F為圓心構造一個大于圓形區域F的圓形區域，并用A表示，其半徑為圓形區域F和圓形區域A非重疊區用圓環區域B表示，根據圓形區域F和圓環區域B構建圓形區域F的目標模型：

其中，n1為圓形區域F中的顏色數量，n1為圓環區域B重的顏色數量，f(C_Fi)表示圓形區域F中顏色C_Fi出現的比例，f(C_Bj)分別表示圓環區域B中顏色C_Bj出現的比例，D(C_Fi,C_Bj)表示顏色C_Fi和顏色C_Bj的歐式距離；