[發明專利]一種高速公路車輛軌跡跟蹤方法及跟蹤系統

在審

• 申請號: 202010865410.8
• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN112053571A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 王長華;鄭于海;亓凌;胡丹;黃超超;呂亞偉
• 申請（專利權）人: 浙江省機電設計研究院有限公司
• 主分類號: G08G1/052
• 分類號: G08G1/052;G08G1/01;G06F16/2455;G06K9/38;G06K9/40;G06K9/46;G06K9/60
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

1.一種高速公路車輛軌跡跟蹤方法，其特征在于，所述高速公路車輛軌跡跟蹤方法包括以下步驟：

步驟一，通過高速路線獲取模塊利用高速路線獲取程序從數據庫中獲取高速路線圖；

所述通過高速路線獲取模塊利用高速路線獲取程序從數據庫中獲取高速路線圖，包括：

響應于檢測到應用準備針對至少一個數據提取規則來查詢數據庫，而訪問包括與新添加到數據庫的數據相關的信息的高速緩沖存儲器；相對于高速緩沖存儲器中的信息來評估至少一個數據提取規則中的每一個，以確定該信息是否與至少一個數據提取規則相關；響應于從至少一個數據提取規則中檢測到與該信息相關的至少一個特定數據提取規則，通過應用僅向數據庫發送針對所述至少一個特定數據提取規則的查詢，獲取高速路線圖；

步驟二，通過車輛位置確定模塊利用車輛定位程序連接車內定位裝置對車輛的位置進行確定；通過圖像采集模塊利用圖像采集程序對行駛中的車輛圖像進行多次采集；

步驟三，通過圖像分析模塊利用圖像分析程序通過對不同時刻采集的圖像進行分析，得到車輛在圖像拍攝時的通過速度；

所述通過圖像分析模塊利用圖像分析程序通過對不同時刻采集的圖像進行分析，得到車輛在圖像拍攝時的通過速度，包括以下步驟：

(3.1)對采集到的灰度值圖像進行濾波處理，平滑修正邊緣，減小運動目標和背景的抖動，得到銳化后的灰度圖像；

(3.2)對銳化后的灰度圖像用Sobel算子提取圖像的邊緣信息；對邊緣圖像進行凹型模板濾波處理去除噪音得到處理過的邊緣系數圖像；對邊緣系數圖像做差分處理將圖像中灰度變化大的點突出來；

(3.3)將圖像按初始設定的閾值進行二值化處理，達到邊緣的精確定位；利用邊緣檢測對原始圖像進行更新，然后將更新的圖像做二值化處理；

(3.4)二值化后提取圖像做數學形態學的優化，清晰檢測圖像邊緣，將與檢測目標連通的背景點合并到目標圖像中；

(3.5)采用占空比來對機動車進行分割識別，對運動車輛進行跟蹤，得到車輛在圖像拍攝時的通過速度；

步驟四，通過測速模型構建模塊利用測速模型構建程序構建車輛測速模型；通過車速測定模塊利用車速測的程序依照構建的測速模型進行車輛車速測定，得到車輛通過時的瞬時車速以及行駛中的平均車速；

所述通過測速模型構建模塊利用測速模型構建程序構建車輛測速模型，具體包括：

(4.1)將車輛運動速度V的測量問題轉化為序列圖像匹配位置的搜索問題；

(4.2)依次從特征提取、相似性度量、搜索空間和搜索策略4個方面對序列圖像匹配方法進行分析，并設計序列圖像匹配算法；

(4.3)將測定的某一位點的車輛車速與車輛平均車速進行結合分析；

(4.4)依照匹配算法結合分析結果，得到車輛測速模型；

步驟五，通過高速路線分析模塊利用高速路線分析程序進行多條高速路線的分析，得到高速路線交匯點；

步驟六，通過路線重疊恢復模塊利用路線重疊恢復程序依照高速路線交匯點沿高速路線進行延伸，得到上層路線與下層路線的重疊部分，對被遮擋的下層路線進行恢復；

步驟七，通過軌跡更新模塊利用軌跡更新程序按照預先設定的更新頻率進行車輛軌跡更新；通過運營管理模塊基于獲取的信息進行高速公路的運營管理；通過顯示模塊利用顯示器進行更新后的車輛軌跡的更新。

2.如權利要求1所述高速公路車輛軌跡跟蹤方法，其特征在于，步驟(4.3)中，所述依照匹配算法結合分析結果，得到車輛測速模型，具體為：

假定車輛在路面上做剛體運動，成像設備安裝在車輛左側靠近后輪位置處；相機坐標系以成像設備瞬時成像點為原點，X軸與車輛瞬時運動方向相同，Z軸向下，始終與地面垂直；成像設備采集地面的瞬時圖像信息，相鄰兩幀序列圖像的成像間隔恒定不變；

假設p為地面上某點，點O和O’是相鄰兩幀圖像的成像點，A’和B’分別是從成像點O和O’處拍攝的相鄰幀圖像，相鄰幀圖像之間擁有共同的地面成像區域，即點p在A’和B’中均有像點；對成像設備進行標定，再結合成像設備的內外參數，可以確定成像設備透鏡放大倍率β，得到車輛測速模型。