[發(fā)明專利]一種基于無人機(jī)的行人過街設(shè)施全路網(wǎng)自動化排查方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110352052.5
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113033443B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅挺;張?zhí)m芳;李如冰;王俊驊
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G06V20/17
• 分類號: G06V20/17;G06V20/40;G06V10/762;G06V10/82;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 西安銘澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 王力文

本發(fā)明公開了一種基于無人機(jī)的行人過街設(shè)施全路網(wǎng)自動化排查方法，涉及計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明可以充分利用無人機(jī)自動垂直懸停拍攝的優(yōu)勢，避免了道路環(huán)境的遮擋，從而獲得全面、清晰的視野，并且在對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，無需進(jìn)行視角轉(zhuǎn)換及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，解決了現(xiàn)有交通攝像頭視角低、成本高、數(shù)據(jù)可獲得性差等問題；以行人個(gè)體過街軌跡為單位，利用軌跡聚類算法實(shí)現(xiàn)行人過街模式無監(jiān)督識別，最終以識別出的過街模式為基礎(chǔ)，充分考慮不同的行人過街類型，從限制或規(guī)范危險(xiǎn)度較高的軌跡模式為出發(fā)點(diǎn)，改善路網(wǎng)中的過街設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)、提出相應(yīng)的行人過街安全管控措施，從而提升行人過街安全水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于無人機(jī)的行人過街設(shè)施全路網(wǎng)自動化排查方法。

背景技術(shù)

智能化的交通運(yùn)營管理手段是當(dāng)前城市交通大數(shù)據(jù)智能應(yīng)用的重點(diǎn)。目前行人過街設(shè)施使用情況調(diào)查方法以人工現(xiàn)場巡查為主，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且受觀察員主觀影響較大，如何高效率地排查路網(wǎng)中的行人過街設(shè)施點(diǎn)位，實(shí)現(xiàn)行人過街情況自動化調(diào)查，找出現(xiàn)有過街設(shè)施存在問題，并就設(shè)計(jì)、施工、管理等方面提出分析意見，從而使這些設(shè)施在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會效益等方面發(fā)揮得更加合理，成為亟需解決的問題。

一方面，目前國內(nèi)外廣泛使用的行人數(shù)據(jù)提取方法為基于交通攝像頭的識別提取法。雖然交通攝像頭已經(jīng)被廣泛安裝，但它涉及到隱私問題，因此影響了攝像頭作為行人數(shù)據(jù)收集工具的使用；并且行人軌跡在不同設(shè)備之間是不連續(xù)的，多個(gè)攝像頭之間的同步非常復(fù)雜，導(dǎo)致額外的大量工作。

近幾年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展，無人機(jī)開始在民用領(lǐng)域廣泛普及。與傳統(tǒng)的固定交通攝像機(jī)相比，無人機(jī)具有較強(qiáng)的機(jī)動性和靈活性，受交通狀況的影響較小。其人工垂直懸停拍攝特點(diǎn)可以避免道路環(huán)境的遮擋；此外，還可以自由切換采集圖像或視頻的角度和距離，為航拍攝影提供了方便操作。且無人機(jī)航拍影像具有高分辨率、大比例尺、小面積、高現(xiàn)實(shí)性的優(yōu)點(diǎn)，有助于獲得更全面、更清晰的視野，在對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，也無需進(jìn)行視角轉(zhuǎn)換及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。作為一種有效的空中交通信息采集平臺，無人機(jī)多用于交通監(jiān)測、道路建設(shè)檢查、道路測量等方面，但在行人過街設(shè)施調(diào)查方面卻沒有涉獵。另一方面，無人機(jī)場景中的目標(biāo)檢測與跟蹤技術(shù)具有重要的研究價(jià)值和意義。隨著機(jī)器學(xué)習(xí)的興起，基于計(jì)算機(jī)視覺的圖像處理技術(shù)得到了很大的發(fā)展。

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本申請?zhí)峁┝艘环N基于無人機(jī)的行人過街設(shè)施全路網(wǎng)自動化排查方法，結(jié)合高精度、魯棒性強(qiáng)的目標(biāo)檢測算法及目標(biāo)跟蹤算法獲得高精度、可靠和穩(wěn)定的軌跡數(shù)據(jù)，基于無人機(jī)數(shù)據(jù)采集功能實(shí)現(xiàn)行人過街軌跡自動化提取及過街模式無監(jiān)督識別功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于無人機(jī)的行人過街設(shè)施全路網(wǎng)自動化排查方法，結(jié)合高精度、魯棒性強(qiáng)的目標(biāo)檢測算法及目標(biāo)跟蹤算法獲得高精度、可靠和穩(wěn)定的軌跡數(shù)據(jù)，基于無人機(jī)數(shù)據(jù)采集功能實(shí)現(xiàn)行人過街軌跡自動化提取及過街模式無監(jiān)督識別功能。

本發(fā)明提供了一種基于無人機(jī)的行人過街設(shè)施全路網(wǎng)自動化排查方法，包括以下步驟：

步驟S1：利用無人機(jī)拍攝獲取路網(wǎng)中不同過街設(shè)施點(diǎn)位處的行人過街視頻數(shù)據(jù)并存儲；

步驟S2：利用目標(biāo)檢測算法與目標(biāo)跟蹤算法相結(jié)合的框架提取視頻中的行人軌跡數(shù)據(jù)；

步驟S3：對由目標(biāo)檢測或目標(biāo)跟蹤失誤造成的問題軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除或匹配拼接，形成行人過街的連續(xù)軌跡；

步驟S4：利用軌跡聚類算法對連續(xù)軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，聚類形成多種過街模式，識別出不同設(shè)施點(diǎn)位處的行人過街模式；

步驟S5：構(gòu)建行人過街設(shè)施信息庫，將無人機(jī)預(yù)先巡視獲取到的設(shè)施點(diǎn)位的過街信息存儲在行人過街設(shè)施信息庫中，設(shè)置設(shè)施打分體系，將行人過街模式與行人過街設(shè)施信息庫內(nèi)的信息進(jìn)行軌跡模式分析評價(jià)，并依照分析評價(jià)結(jié)果提供過街安全改善措施，實(shí)現(xiàn)全路網(wǎng)過街設(shè)施點(diǎn)位排查。