[發(fā)明專利]一種高速公路監(jiān)控視頻跨鏡車輛跟蹤方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010897531.0
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112069969B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李春杰;趙建東;韓明敏;郭玉彬;侯曉青;嚴(yán)華;高海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 河北省交通規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司;北京交通大學(xué)
• 主分類號: G06V20/52
• 分類號: G06V20/52;G06V20/40;G06V10/74
• 代理公司: 北京天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所有限公司 11386
• 代理人: 侯永帥

1.一種高速公路監(jiān)控視頻跨鏡車輛跟蹤方法，其特征在于，包括如下步驟：

獲取待監(jiān)測高速公路多個攝像頭視頻文件中的幀圖像，基于改進(jìn)的YOLO目標(biāo)檢測模型對每張幀圖像進(jìn)行車輛檢測得到包含有完整車輛矩形框的車輛檢測圖像；

所述改進(jìn)的YOLO目標(biāo)檢測模型是將原來的YOLOv3中的骨干網(wǎng)絡(luò)替換為具有更好學(xué)習(xí)能力的DenseNet的變體VoVNet，并將YOLOv3檢測層的大中小三個尺度減少為中小兩個尺度；

將所述車輛檢測圖像輸入多目標(biāo)跟蹤模型得到車輛跟蹤結(jié)果；所述車輛跟蹤結(jié)果包括車輛ID和車輛軌跡；

根據(jù)所述車輛檢測圖像和車輛跟蹤結(jié)果建立車輛信息數(shù)據(jù)庫；

基于所述車輛信息數(shù)據(jù)庫中任一攝像頭編號對應(yīng)的某一車輛檢測圖像截取目標(biāo)車輛圖像，并根據(jù)所述車輛信息數(shù)據(jù)庫匹配目標(biāo)車輛圖像得到對應(yīng)的目標(biāo)車輛，基于得到對應(yīng)的目標(biāo)車輛，拼接得到運(yùn)動軌跡，實現(xiàn)跨鏡跟蹤；

基于所述車輛信息數(shù)據(jù)庫中任一攝像頭編號對應(yīng)的某一車輛檢測圖像截取目標(biāo)車輛圖像，并根據(jù)所述車輛信息數(shù)據(jù)庫匹配目標(biāo)車輛，基于得到對應(yīng)的目標(biāo)車輛，拼接得到運(yùn)動軌跡，實現(xiàn)跨鏡跟蹤，包括如下步驟：

獲取所述車輛信息數(shù)據(jù)庫中任一攝像頭編號對應(yīng)的某一車輛檢測圖像，并截取目標(biāo)車輛圖像；

基于所述目標(biāo)車輛圖像及其他攝像頭編號對應(yīng)的某一車輛檢測圖像，分別獲得目標(biāo)車輛圖像的深度特征矩陣及其他攝像頭編號對應(yīng)的某一車輛檢測圖像的深度特征矩陣；

基于所述目標(biāo)車輛圖像的深度特征矩陣及其他攝像頭編號對應(yīng)的某一車輛檢測圖像的深度特征矩陣，利用重識別網(wǎng)絡(luò)獲得目標(biāo)車輛與其他攝像頭編號對應(yīng)的某一車輛檢測圖像中多個車輛的余弦相似度距離；

將所述余弦相似度距離按照攝像頭編號進(jìn)行歸類并排序，得到攝像頭編號對應(yīng)的最小余弦相似度距離；

判斷其他攝像頭編號對應(yīng)的所述最小余弦相似度距離是否小于相似度閾值，若是，則相應(yīng)所述車輛檢測圖像中的車輛為目標(biāo)車輛，若否，判斷目標(biāo)車輛駛離待監(jiān)測高速公路；

基于所述車輛檢測圖像對應(yīng)的攝像頭編號及車輛ID匹配所述車輛信息數(shù)據(jù)庫，拼接得到目標(biāo)車輛的運(yùn)動軌跡，實現(xiàn)跨鏡跟蹤。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路監(jiān)控視頻跨鏡車輛跟蹤方法，其特征在于，所述改進(jìn)的YOLO目標(biāo)檢測模型包括特征提取網(wǎng)絡(luò)層和YOLO檢測層；其中，所述特征提取網(wǎng)絡(luò)層包括stem單元和OSA單元；

stem單元，用于對所述高速公路多個攝像頭視頻文件中的幀圖像進(jìn)行下采樣，得到尺寸為的圖像；

OSA單元，用于對輸入尺寸為的圖像進(jìn)行卷積，獲得尺寸為的圖像；

YOLO檢測層，用于根據(jù)所述OSA單元輸出的尺寸為的圖像，獲得包含有完整車輛矩形框的車輛檢測圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路監(jiān)控視頻跨鏡車輛跟蹤方法，其特征在于，所述多目標(biāo)跟蹤模型包括運(yùn)動預(yù)測單元和深度外觀特征提取單元：

所述運(yùn)動預(yù)測單元，用于根據(jù)上一幀車輛檢測圖像預(yù)測得到當(dāng)前幀車輛預(yù)測圖像；

所述深度外觀特征提取單元包括重識別網(wǎng)絡(luò)，基于輸入所述重識別網(wǎng)絡(luò)的車輛檢測圖像及車輛預(yù)測圖像，得到車輛軌跡，并對所述車輛軌跡進(jìn)行編號，得到與車輛軌跡對應(yīng)的車輛ID。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速公路監(jiān)控視頻跨鏡車輛跟蹤方法，其特征在于，根據(jù)所述車輛跟蹤結(jié)果建立車輛信息數(shù)據(jù)庫具體包括：基于攝像頭編號及車輛ID將車輛檢測圖像及車輛軌跡存儲至數(shù)據(jù)庫得到車輛信息數(shù)據(jù)庫。