基于视频监控的车辆违法行为检测方法

1.本发明涉及交通检测技术领域，特别是涉及一种基于视频监控的车辆违 法行为检测方法。


背景技术：

2.车辆违法拍摄是交通检测中重要的一环，以车辆连续变道检测为 例。
3.目前我国虽然已在多地大规模的布设了交通信息采集设备、违法 抓拍系统、实时交通信息发布系统等现代化交通监控设施，但在突发 事件的实时研判、快速决策以及主动诱导等方面仍显薄弱。
4.

技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种实时检测且准确度较高的 基于视频监控的车辆违法行为检测方法。
6.一种基于视频监控的车辆违法行为检测方法，所述方法包括：
7.确定视频内各车道监测区域边线，同时对进入所述车道监测区域内的车 辆进行框选，确定车辆的质心坐标；
8.以质心坐标为基点绘制水平射线；
9.根据水平射线与车辆所在车道区域边线的交点数，判断车辆是否存在变 道行为；
10.若车辆存在变道行为，且该变道行为发生的一段时间内该车辆还存在变 道行为，则判断车辆存在连续变道行为。
11.进一步的，所述车道监测区域边线包括车道两侧边线以及视频内车道两 端位置处车道两侧边线的连线。
12.进一步的，所述确定车辆的质心坐标包括：
13.判断车辆类型；
14.若车辆为小型或中小型车辆，则以车辆选定框的中心点作为质心坐标；
15.若车辆为中大型或大型车辆，则设车辆质心坐标为(x
t
,y
t
)，计算公式为：
[0016][0017]
式中：x1为选定框左上角的x轴坐标；x2为选定框右下角的x轴坐标；y2为 选定框右下角的y轴坐标。
[0018]
进一步的，所述根据水平射线与车辆所在车道区域边线的交点数，判断 车辆是否存在变道行为，包括：
[0019]
若水平射线与车辆所在车道区域边线的交点数为奇数，则判断车辆不存 在变道行为；
[0020]
若水平射线与车辆所在车道区域边线的交点数为偶数，则判断车辆存在 变道行为；
[0021]
若水平射线与车辆所在车道区域边线的交点数为无数个，则改变射线角 度重新判断交点数。
[0022]
进一步的，所述确定车辆的质心坐标，之后还包括：
[0023]
沿车道方向绘制多个虚拟线圈；
[0024]
当车辆的质心坐标进入一个虚拟线圈时，判断前序时刻该质心坐标是否 存在于另一个虚拟线圈中；
[0025]
若存在，则根据质心坐标进行虚拟线圈的顺序以及车道的行驶方向判断 车辆是否存在逆行行为。
[0026]
进一步的，所述判断前序时刻该质心坐标是否存在于另一个虚拟线圈中， 之后还包括：
[0027]
若存在，则根据前序时刻通过的虚拟线圈中记录的质心坐标的数量判断 车辆的车速；
[0028]
将所述车速与车道限速数值进行比较，判断车辆是否超速。
[0029]
进一步的，记录一个所述质心坐标的时间为1/n秒，其中n为帧数。
[0030]
进一步的，所述车速的计算公式为：
[0031][0032]
式中：p1，p2为车辆先后经过线圈两端时所记录的车辆质心坐标的个数； s为虚拟线圈实际的长度；v为车速。
[0033]
上述基于视频监控的车辆违法行为检测方法，通过在车道内建立车辆监 测区域，并对进入该区域的车辆的质心坐标进行定位，同时以该质心坐标为 基点建立水平射线，通过该水平射线与车辆监测区域边线的交点数判断车辆 是否存在连续变道，该方法能够对车辆进行实时检测，且准确性较强。
附图说明
[0034]
图1为一个实施例中的以车辆连续变道检测为目的的基于视频监控的车 辆违法行为检测方法的步骤图；
[0035]
图2为一个实施例中的以车辆逆行检测为目的的基于视频监控的车辆违 法行为检测方法的步骤图；
[0036]
图3为一个实施例中的以车辆超速检测为目的的基于视频监控的车辆违 法行为检测方法的步骤图；
[0037]
图4为图1中的车辆连续变道检测方法的示意图；
[0038]
图5为图2或图3中的车辆逆行检测方法或车辆超速检测方法的示意图。
具体实施方式
[0039]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发 明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明， 显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040]
如图1和图4所示，以车辆连续变道检测为例，在一个实施例中，一种 基于视频监控的车辆违法行为检测方法，包括以下步骤：
[0041]
步骤s110，确定视频内各车道监测区域边线，该车道监测区域边线包括 车道两侧边线以及视频内车道两端位置处车道两侧边线的连线，在实际构成 中的车道监测区域边线可能是由多条线构成；随后对进入车道监测区域内的 车辆进行框选，并根据车辆类型确定车辆的质心坐标；例如：
[0042]
若车辆为小型或中小型车辆，则以车辆选定框的中心点(x，y)作为质 心坐标；计算公式为：
[0043][0044]
若车辆为中大型或大型车辆，则设车辆质心坐标为(x
t
,y
t
)，计算公式为：
[0045][0046]
式中：x1为选定框左上角的x轴坐标；x2为选定框右下角的x轴坐标；y1 为选定框左上角的y轴坐标；y2为选定框右下角的y轴坐标。
[0047]
步骤s120，以质心坐标为基点绘制水平射线；该水平射线的朝向与车道 方向垂直。
[0048]
步骤s130，根据水平射线与车辆所在车道区域边线的交点数，判断车辆 是否存在变道行为；具体的判断过程为：
[0049]
若水平射线与车辆所在车道区域边线的交点数为奇数，车辆质心坐标处 于当前车道内，则判断车辆不存在变道行为。
[0050]
若水平射线与车辆所在车道区域边线的交点数为偶数，车辆质心坐标处 于车道线上或线外，则判断车辆存在变道行为。
[0051]
若水平射线与车辆所在车道区域边线的交点数为无数个，车辆质心坐标 处于车道监测区域边线的某边或延长线上，则改变射线角度重新判断交点数。
[0052]
步骤s140，若车辆存在变道行为，且该变道行为发生的一段时间内该车 辆还存在变道行为，则判断车辆存在连续变道行为。其中一段时间以交通法 规规定的连续变道判断时间为准。
[0053]
在此需要说明的是，图4中的车道监测区域两侧边线与车道边线是重合 的，此处为了便于观察将两者分离。另外每个车道均具有一个车道监测区域， 此处为了便于观察做了简化。
[0054]
上述基于视频监控的车辆违法行为检测方法，通过在车道内建立车辆监 测区域，并对进入该区域的车辆的质心坐标进行定位，同时以该质心坐标为 基点建立水平射线，通过该水平射线与车辆监测区域边线的交点数判断车辆 是否存在连续变道，该方法能够对车辆进行实时检测，且准确性较强。
[0055]
如图2和图5所示，以车辆逆行检测为例，在一个实施例中，一种基于 视频监控的车辆违法行为检测方法，包括以下步骤：
[0056]
步骤s110，确定视频内各车道监测区域边线，同时对进入车道监测区域 内的车辆进行框选，确定车辆的质心坐标；在此要说明的是，该步骤具体执 行方式与上述车道连续
变道检测实施例中的步骤s110相同。
[0057]
步骤s120，沿车道方向绘制多个虚拟线圈；该虚拟线圈与车道截面平行， 并且虚拟线圈处于车道内的范围宽度在实际路线中一致。
[0058]
步骤s130，当车辆的质心坐标进入一个虚拟线圈时，判断前序时刻该质 心坐标是否存在于另一个虚拟线圈中；即车辆已经进入过至少两个虚拟线圈。
[0059]
步骤s140，若存在，则根据质心坐标进行虚拟线圈的顺序以及车道的行 驶方向判断车辆是否存在逆行行为。
[0060]
在此需要说明的是，图5中虚拟线圈两侧单可横跨所有车道，此处为了 便于观察做了简化。
[0061]
上述基于视频监控的车辆违法行为检测方法，通过在车道内建立车辆监 测区域，并对进入该区域的车辆的质心坐标进行定位，当车辆进入一个虚拟 线圈的前序时刻车辆还存在于另一个虚拟线圈，则可根据车辆在虚拟线圈中 的出现顺序判断车辆是否存在逆行。
[0062]
如图3所示，以车辆超速检测为例，在一个实施例中，一种基于视频监 控的车辆违法行为检测方法，包括以下步骤：
[0063]
步骤s110，确定视频内各车道监测区域边线，同时对进入车道监测区域 内的车辆进行框选，确定车辆的质心坐标；在此要说明的是，该步骤具体执 行方式与上述车道连续变道检测实施例中的步骤s110相同。
[0064]
步骤s120，沿车道方向绘制多个虚拟线圈；该步骤具体执行方式与上述 车道逆行检测实施例中的步骤s120相同。
[0065]
步骤s130，当车辆的质心坐标进入一个虚拟线圈时，判断前序时刻该质 心坐标是否存在于另一个虚拟线圈中；该步骤具体执行方式与上述车道逆行 检测实施例中的步骤s120相同。
[0066]
步骤s140，若存在，则根据前序时刻通过的虚拟线圈中记录的质心坐标 的数量判断车辆的车速；其中记录一个质心坐标的时间为1/n秒，其中n为帧 数。车速的计算公式为：
[0067][0068]
式中：p1，p2为车辆先后经过线圈两端时所记录的车辆质心坐标的个数； s为虚拟线圈实际的长度；v为车速。
[0069]
步骤s150，将车速与车道限速数值进行比较，判断车辆是否超速。
[0070]
上述基于视频监控的车辆违法行为检测方法，通过在车道内建立车辆监 测区域，并对进入该区域的车辆的质心坐标进行定位，当车辆进入一个虚拟 线圈的前序时刻车辆还存在于另一个虚拟线圈，则可根据车辆在前序时刻的 虚拟线圈宽度中所被记录的质心坐标的数量判断车辆是否存在超速行为。
[0071]
上述基于视频监控的车辆违法行为检测方法，通过运行多检测框架，运 行速度较快，可用于多辆车的实时检测，且该方法集成了对连续变道、逆行、 超速等多种车辆违法行为的检测手段，准确度较高。
[0072]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详 细，但并
不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于 本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范 围应以所附权利要求为准。