1.一种高速公路交通事件自动检测系统,其特征在于,所述检测系统包括:
数据采集单元,包括毫米雷达和视频采集设备,用于采集车辆运动轨迹和车辆信息,所述车辆信息包括车牌和车身特征;
数据分析及事件判别单元,用于根据所述数据采集单元采集的车辆运动轨迹和车辆信息判别车辆状态是否属于异常行驶状态,所述异常行驶状态包括超速、低速、违停、逆行、占用应急车道或频繁变道;
现场告警单元,用于在所述数据分析及事件判别单元得到的判别结果为异常行驶状态时,对高速公路现场进行事件信息进行告警,并向驾驶员发出告警;
后台管理单元,用于协调控制所述数据采集单元、所述数据分析及事件判别单元和所述现场告警单元,并展示采集的数据信息、判别结果和告警信息。
2.根据权利要求1所述的高速公路交通事件自动检测系统,其特征在于,所述数据分析及事件判别单元包括:
车辆运动轨迹数据预处理模块,用于根据预设阈值范围筛选有效车辆运动轨迹数据;所述预设阈值范围包括距离阈值、角度阈值、速度阈值和rcs阈值;
车辆目标轨迹提取模块,用于每次获取两个视频帧作为两个采样点,根据相似性原则计算所述两个采样点中车辆目标的相似度,确定相似度最大的为同一车辆目标,根据多次得到的同一车辆目标形成车辆轨迹;
车辆状态判别模块,用于根据所述车辆轨迹,对于同一车辆目标轨迹中的车辆状态按照最高限速阈值、最低限速阈值、速度为零、速度为负值、应急车道角度范围和行车道角度范围分别判断车辆状态,得到判别结果,所述判别结果包括正常行驶状态和异常行驶状态,所述异常行驶状态包括超速、低速、违停、逆行、占用应急车道或频繁变道;
车辆特征提取模块,用于将所述毫米波雷达采集的图像与所述视频采集设备采集的图像进行匹配,统一坐标,在所述毫米波雷达采集的图像中识别车辆特征信息,并将所述车辆特征信息与所述车辆轨迹关联存储和上传;
录像取证模块,用于记录并存储包含所述车辆特征信息的视频流。
3.根据权利要求2所述的高速公路交通事件自动检测系统,其特征在于,所述车辆运动轨迹数据预处理模块具体包括:
距离阈值设置子模块,用于根据雷达的安装高度h、雷达检测范围俯仰角δ、天线倾斜角θ、车辆平均高度hc,计算雷达的最大检测距离和最小检测距离范围[dmin,dmax],剔除不在所述距离阈值范围内的检测距离数据;其中,最大检测距离、最小检测距离计算如下所示:
角度阈值设置子模块,用于根据雷达水平角检测范围[-σmax,σmax],剔除不在所述雷达水平角检测范围内的检测角度数据;其中,σmax为雷达水平最大检测角度;
速度阈值设置子模块,用于根据车辆的行驶特征,设定速度检测范围[vmin,vmax],剔除不在所述速度检测范围内对检测速度数据;其中,vmin为车辆逆行时最大速度,为负值,vmax为160%倍高速公路限速;
rcs阈值设置子模块,用于确定车辆目标的rcs分布范围[rmin,rmax],剔除在所述rcs分布范围内对检测rcs数据,其中,rmin、rmax为车辆目标rcs统计值的最小值和最大值。
4.根据权利要求2所述的高速公路交通事件自动检测系统,其特征在于,所述车辆目标轨迹提取模块具体包括:
预测值计算子模块,用于利用公式
相异度计算子模块,用于利用公式
最大相异度计算子模块,用于根据公式maxdif=maxdif(m,n)计算历史时间段t内所有采样帧样本的最大相异度;
相似度计算子模块,用于根据公式sim(m,n)=maxdif-dif(m,n)计算相似度;
轨迹生成子模块,用于根据所述相似度,在第p帧和第q帧中,选择相似度最大的目标归为一类,形成同一辆车的轨迹。
5.根据权利要求2所述的高速公路交通事件自动检测系统,其特征在于,所述车辆状态判别模块具体包括:
超速判别子模块,用于在同一车辆目标轨迹中,将存在速度超过最高限速阈值的车辆目标判定为超速;
低俗判别子模块,用于在同一车辆目标轨迹中,将存在速度低于最低限速阈值的车辆目标判定为低速;
违停判别子模块,用于在同一车辆目标轨迹中,将存在速度为零的车辆目标判定为违停;
逆行判别子模块,用于在同一车辆目标轨迹中,将存在速度为负值的车辆目标判定为逆行;
非法占用应急车道判别子模块,用于在同一车辆目标轨迹中,将车辆目标角度位于应急车道角度范围时,判定为非法占用应急车道,所述的应急车道角度范围需根据毫米波雷达设备安装角度标定;
频繁变道判别子模块,用于在同一车辆目标轨迹中,将车辆目标角度在检测范围内连续变换于不同的行车道角度范围时,判定为频繁变道,所述的行车道角度范围需根据毫米波雷达设备安装角度标定。
6.根据权利要求2所述的高速公路交通事件自动检测系统,其特征在于,所述车辆特征提取模块具体包括:
图像融合子模块,用于对毫米波雷达采集的图像与视频采集的图像进行匹配,统一坐标系;
投影子模块,用于对毫米波雷达检测车辆目标信息,在视频采集的图像中进行投影,识别兴趣点区域,兴趣点区域代表车辆目标的位置;
特征识别子模块,用于根据兴趣点区域划定车辆目标提取边界,识别提取边界内的车辆特征,包括车牌身份特征、车身特征、车辆类型和车身颜色;
关联匹配子模块,用于视频图像识别的车辆特征信息与毫米波雷达识别的轨迹信息进行关联匹配,存储在处理单元中,并实时上传至所述后台管理单元。
7.根据权利要求1所述的高速公路交通事件自动检测系统,其特征在于,所述后台管理单元包括数据展示平台、系统运维管理平台和异常事件审查管理平台。
8.根据权利要求7所述的高速公路交通事件自动检测系统,其特征在于,所述数据展示平台,用于结合大数据可视化和gis应用,对系统概括、监测点分布、实时交通事件上报情况、交通事件统计情况、交通流状态、视频监控状态、雷达检测目标轨迹展示状态进行动态展示。
9.根据权利要求7所述的高速公路交通事件自动检测系统,其特征在于,所述系统运维管理平台,用于对路口雷达和视频检测设备、处理单元设备、广播设备、显示设备、网络设备的在线管理,包括设备基础信息维护、设备故障报警或人员权限管理。
10.根据权利要求7所述的高速公路交通事件自动检测系统,其特征在于,所述异常事件审查管理平台,用于对现场采集的交通异常事件进行审核执法,根据毫米波雷达上报的事件类型,以及视频设备采集的录像取证信息,进行人工审核,明确违法车辆、违法类型、时间和处罚标准,并将所得信息传输至交通管控平台进行执法。