一种基于视频的山区公路弯道会车预警方法
【技术领域】
[0001]本发明属于视频图像技术和道路交通安全技术领域，涉及一种基于视频的山区公路弯道会车预警方法。
【背景技术】
[0002]近年来，伴随着汽车工业的飞速发展、道路交通基础设施的不断完善，居民出行的便捷程度有了大幅度的提高，人们在充分享受现代交通便利和舒适的同时，也受到了各种交通问题的困扰，其中尤为突出的就是交通安全问题。自1978年起，我国道路交通死亡人数一直高居世界各国首位，仅2013年全国就发生道路交通事故198394起，造成58539人死亡，213724人受伤，直接财产损失达10.4亿元，其中，公路上发生交通事故导致31085人死亡，其中二级、三级公路事故死亡人数分别占24.5%和15.8%。在山区的二级、三级公路事故中，主要表现为坡道事故、弯道事故、窄道事故和雨雪道路事故四种，其中盘山公路或半山公路的弯道又多又急，常常是上坡带转弯或下坡带转弯，经常出现特大交通事故。我国公布的特大交通事故中，山区丘陵公路上发生的比例占60%以上。由此可见，如果不能有效地控制山区道路上重特大交通事故的发生，那么必然影响山区及周边地区经济的发展，因此当务之急是解决山区道路的交通安全问题。
[0003]据美国官方调查，在高速公路交通事故中，发生在弯道处的交通事故是其他道路条件下的8倍，这是因为车辆在弯道处会车时极易发生碰撞。由于地势的原因，我国很多省区多山，山区公路地势不平，坡陡弯急，临崖傍山，路幅狭窄，转弯半径小，视线盲区大，这些都给安全行车带来不良的影响。在山区公路上，很多地方是盲区弯道。所说的盲区弯道，就是指看不到出口的弯道。在山路上驾驶汽车，尤其是在盲区弯道处，由于大山的阻挡，看不到对面来车，有的司机贪快，怀着侥幸心理在弯道处也不减速，当发现的时候己经太晚了，经常出现两车相撞的事故，造成人员生命财产的损失。所以山路的盲区弯道是车祸的高发地点。
[0004]目前，山区公路弯道上设置了凸面反光镜，但是这种凸面反光镜在晚上和大雾、雨雪天气条件下难以起到预警的作用，而且驾驶员只有在距离凸面镜相当近的情况下才能够看到弯道另一端的路况，当弯道前方车辆驾驶速度过快，此时避让已为时已晚。而视觉信号具有探测范围宽、价格便宜、符合人的认知习惯等优点，特别是在对车辆检测和识别上具有无法替代的优势。因此，目前急需一种基于视频的山区公路弯道会车预警方法来减少弯道处交通事故发生率，实现弯道会车的有效预警。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于视频的山区公路弯道会车预警方法，该方法基于红外摄像技术和目标检测算法，可以对山区公路弯道处的车辆进行检测，并测速，并在发生危险异常情况时进行报警提示。
[0006]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]一种基于视频的山区公路弯道会车预警方法。包括以下步骤:步骤一:利用红外线摄像机进行红外线摄像，获取视频图像信号；步骤二:采用自适应混合高斯建模方法进行车辆检测，获取车辆信息(中心、面积、ID);步骤三:计算多帧的车辆平均面积，判断车辆的行车方向。当平均面积减少，则判定车辆驶出摄像范围，当平均面积增加，则判定车辆进入摄像范围；步骤四:对于进入摄像范围的车辆采用MeanShift算法进行车辆跟踪；步骤五:采用角点特征匹配算法测量车速，并将车速与弯道处规定的最大车速进行比较，小于最大车速，对弯道两端进行前方路况信息显示和实时语音提示；大于最大车速，对弯道两处进行显示和语音预警，显示内容包括前方车辆及其车速。
[0008]进一步，在步骤二中具体包括以下步骤:21:建立混合高斯背景模型表征图像帧中的每一个像素点的特征；22:自适应更新背景模型，计算前景掩膜；23:对前景掩膜进行形态学开运算和闭运算滤波；24:采用基于前景掩膜连通区域的团块检测算法检测视频区域内的车辆，获取团块信息，即车辆信息。
[0009]进一步，所述步骤三中采用多帧的车辆平均面积来判定车辆的行车方向。
[0010]进一步，所述步骤四中采用MeanShift算法对目标车辆进行实时跟踪。
[0011]进一步，在步骤五中具体包括以下步骤:51:对提取的车辆目标进行Harris角点检测，提取车辆目标的角点特征；52:对提取的车辆角点特征通过归一化互相关算法和RANSAC算法进行角点匹配；53:提取正确匹配角点在不同帧中的图像坐标，将图像坐标通过单视测量方法转换为道路坐标；54:求出车辆实际道路位移，位移除以帧差时间后得出车辆速度。
[0012]进一步，步骤三中所述的团块信息包括:团块的中心，面积及ID信息。
[0013]进一步，步骤五中所述语音提示、预警是基于车载语音提示系统实现的。
[0014]本发明的有益效果在于:本发明所述方法基于红外摄像技术和算法，其中，红外摄像机能准确地探测热目标，克服背景以及恶劣天气条件的不良影响，因此适用范围广；在基于团块检测的跟踪算法中，能快速有效地获取目标的信息，使得实时的跟踪算法得以实现；基于角点特征匹配的算法具有计算量小的优点，可以满足交通应用的实时性要求，同时，稳定性高，对图像的灰度变化，噪声影响和视点变化不敏感。本发明采用户外全彩显示屏和车载语音提示系统，在驾驶员全面了解路况的前提下，实现全面预警的目的。
【附图说明】
[0015]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明:
[0016]图1为本发明所述方法的流程图；
【具体实施方式】
[0017]下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0018]图1为本发明所述方法的流程图，本方法包括以下步骤: