[發明專利]基于背景流的車輛運動狀態判斷方法及系統

在審

• 申請號: 202310309433.4
• 申請日: 2023-03-24
• 公開（公告）號: CN116385487A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 伍淵;諶璟;孫慶新
• 申請（專利權）人: 自行科技（武漢）有限公司
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/269
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務所(普通合伙) 42247
• 代理人: 管先翠

1.一種基于背景流的車輛運動狀態判斷方法，其特征在于，所述方法包括：

實時采集車輛周圍的幀圖像，并進行預處理；

獲取當前幀和前一幀圖像，采用光流跟蹤法進行特征匹配，并剔除光流反向跟蹤不合格的點對，分別得到當前幀和前一幀的匹配點集；

根據當前幀和前一幀的匹配點集計算基礎矩陣F和單應性矩陣H，分別計算基礎矩陣F和單應性矩陣H的GRIC值；

根據基礎矩陣F的GRIC值和單應性矩陣H的GRIC值的比較結果判斷車輛處于運動狀態還是靜止狀態；

當車輛處于運動狀態時，根據當前幀和前一幀的匹配點集計算背景光流的FOE點，根據FOE點與匹配點對之間的距離大小判斷車輛處于前進狀態還是后退狀態。

2.根據權利要求1所述的基于背景流的車輛運動狀態判斷方法，其特征在于，所述預處理包括：

提取實時采集的幀圖像的GFT特征點，判斷GFT特征點的數量是否大于預設數量閾值，若否，通過網格將各幀圖像劃分成圖像塊，對每個圖像塊均提取設定數量的GFT特征點，如果無法提取指定數量的GFT特征點，降低設定的GFT特征檢測閾值，重新提取，并使用目標檢測產生的mask過濾掉處于mask內的GFT特征點；

所述目標檢測的檢測目標包括行人和車輛。

3.根據權利要求1所述的基于背景流的車輛運動狀態判斷方法，其特征在于，所述剔除光流反向跟蹤不合格的點對具體包括：

設前一幀檢測到的GFT特征點集為P₀，基于特征點集P₀進行光流正向跟蹤，得到當前幀的特征點集P_c1；

基于當前幀的特征點集P_c1進行光流反向跟蹤，得到前一幀的特征點集P_c0；

計算特征點集P₀和P_c0的特征點之間距離，剔除距離大于預設距離閾值的特征點。

4.根據權利要求1所述的基于背景流的車輛運動狀態判斷方法，其特征在于，所述分別計算基礎矩陣F和單應性矩陣H的GRIC值具體包括：

令M代表F或H，通過如下公式分別計算基礎矩陣F的GRIC值GRIC_F以及單應性矩陣H的GRIC值GRIC_H：

λ₁＝log(r)

λ₂＝log(r*n)

其中，n為匹配點對的數量，i＝1,2,…,n，代表第i個匹配點對應的概率分布，σ為所述概率分布為正態分布時的標準差，λ₁、λ₂、λ₃均為系數，k、d、r均為常數；m₀為前一幀圖像中的特征點的坐標矩陣，m₁為當前幀圖像中的特征點的坐標矩陣。

5.根據權利要求4所述的基于背景流的車輛運動狀態判斷方法，其特征在于，所述根據基礎矩陣F的GRIC值和單應性矩陣H的GRIC值的比較結果判斷車輛處于運動狀態還是靜止狀態具體包括：

若GRIC_HGRIC_F，判斷車輛當前運動狀態為運動，否則判斷車輛當前運動狀態為靜止。

6.根據權利要求1所述的基于背景流的車輛運動狀態判斷方法，其特征在于，所述根據當前幀和前一幀的匹配點集計算背景光流的FOE點，根據FOE點與匹配點對之間的距離大小判斷車輛處于前進狀態還是后退狀態具體包括：

計算FOE點到每個匹配點對組成的直線的距離，如果距離小于預設的距離閾值，計算當前匹配點對中前一幀的點到FOE的距離D_previous和當前幀的點到FOE的距離D_current；

若D_currentD_previous，判斷當前匹配點對對應的運動狀態為后退狀態，否則是前進狀態；

統計所有的前進狀態和后退狀態對應的匹配點對的數量，如果前進狀態的匹配點對數量超過總體的一半，判定車輛的最終運動狀態為前進狀態；如果后退狀態的匹配點對數量超過總體的一半，判定車輛的最終運動狀態為前進狀態。