基于视频智能分析的路口通行状态动态检测系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通行状态动态检测系统及方法，尤其是一种基于视频智能分析的路口通行状态动态检测系统及方法，属于智能交通的技术领域。
【背景技术】
[0002]随着城市化进展的加快和汽车保有量的增加，城市道路的通行能力日趋下降。道路交叉口是城市道路的关键节点，极易受环境、人流、车流等因素的影响，往往会成为交通阻塞和事故的多发地点。因此，实时掌握路口的交通流参数及通行状态对提高路口的通行能力尤为重要。
[0003]目前，使用线圈车辆检测器检测路口的交通流参数和通行状态，该方法基于电磁感应原理工作，埋在路面下并通一定电流，当车辆通过时车辆自身铁质切割磁通线，引起线圈回路电感量变化，检测器通过检测电感量的变化检测车辆。从使用情况看，线圈检测器由于损坏率高、设置不灵活等问题，检测数据的可靠性比较差，而且线圈检测主要用于车流量的检测，对其他交通流参数的测量比较少，越来越适应不了路口智能化建设的需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于视频智能分析的路口通行状态动态检测系统及方法，其利用智能视频分析技术分析路口通行状态，解决传统线圈存在的问题，提高路口交通流参数及交通状态的检测性能，提高路口通行状态的监控能力。
[0005]按照本发明提供的技术方案，所述基于视频智能分析的路口通行状态动态检测系统，包括用于采集路口交通流视频图像的采集单元，所述采集单元与分析单元连接，以将采集的交通流视频图像传输至分析单元内；
分析单元接收交通流视频图像，并在所述交通流视频图像的每个进口车道实时图像上均布设虚拟辅助线，分析单元根据虚拟辅助线对每个进口车道实时图像中的车辆通行状态进行分析，以获取每个进口车道的交通流参数。
[0006]所述布设的虚拟辅助线包括第一虚拟线圈、第二虚拟线圈、第三虚拟线圈以及动态跟踪线；第一虚拟线圈覆盖进口车道实时图像内的所有行车道，第二虚拟线圈、第三虚拟线圈均设置在被第一虚拟线圈覆盖进口车道实时图像的所有行车道上，第二虚拟线圈、第三虚拟线圈在进口车道实时图像内每个行车道的位置相对应，第二虚拟线圈在第一虚拟线圈内位于邻近进口道停止线的一端，动态跟踪线在第一虚拟线圈内位于远离进口道停止线的一端，第三虚拟线圈位于动态跟踪线与第二虚拟线圈间，且第三虚拟线圈邻近动态跟踪线；
通过动态跟踪线对第一虚拟线圈内的尾车进行跟踪，利用第二虚拟线圈、第二虚拟线圈以及动态跟踪线对位于第一虚拟线圈内的行驶车辆采用背景更新法、运动差分法进行车辆通行状态分析，以得到每个进口车道的交通流参数。
[0007]每个进口车道的交通流参数包括车道流量、排队长度、时间占有率、车头时距以及车辆速度，根据每个进口车道的交通流参数能评价对应进口车道的通行状态，所述通行状态包括畅通、缓行以及拥堵。
[0008]所述采集单元包括设置在每个进口车道上的高清摄像机，所述高清摄像机架设在进口车道的电子警察安装杆上，每个高清摄像机与进口道停止线的水平距离为15米~20米。
[0009]分析单元根据接收的交通流视频图像确定对交通流视频图像中的行驶车辆检测模式，所述分析单元确定行驶车辆检测模式包括白天模式以及夜晚模式；在夜晚模式下，分析单元采用车灯检测确定交通流视频图像中的行驶车辆。
[0010]分析单元接收交通流视频图像后，在布设虚拟辅助线前对交通流视频图像进行预处理，分析单元对交通流视频图像进行的预处理操作包括阴影抑制、反光抑制、雨天抑制或大灯抑制。
[0011]所述分析单元通过传输单元与指挥中心及信号系统连接，以将获取每个进口车道的交通流参数传输至指挥中心及信号系统内。
[0012]—种基于视频智能分析的路口通行状态动态检测方法，在路口设置用于采集路口交通流视频图像的采集单元，所述采集单元与分析单元连接，以将采集的交通流视频图像传输至分析单元内；
分析单元接收交通流视频图像，并在所述交通流视频图像的每个进口车道实时图像上均布设虚拟辅助线，分析单元根据虚拟辅助线对每个进口车道实时图像中的车辆通行状态进行分析，以获取每个进口车道的交通流参数。
[0013]所述布设的虚拟辅助线包括第一虚拟线圈、第二虚拟线圈、第三虚拟线圈以及动态跟踪线；第一虚拟线圈覆盖进口车道实时图像内的所有行车道，第二虚拟线圈、第三虚拟线圈均设置在被第一虚拟线圈覆盖进口车道实时图像的所有行车道上，第二虚拟线圈、第三虚拟线圈在进口车道实时图像内每个行车道的位置相对应，第二虚拟线圈在第一虚拟线圈内位于邻近进口道停止线的一端，动态跟踪线在第一虚拟线圈内位于远离进口道停止线的一端，第三虚拟线圈位于动态跟踪线与第二虚拟线圈间，且第三虚拟线圈邻近动态跟踪线；
通过动态跟踪线对第一虚拟线圈内的尾车进行跟踪，利用第二虚拟线圈、第二虚拟线圈以及动态跟踪线对位于第一虚拟线圈内的行驶车辆采用背景更新法、运动差分法进行车辆通行状态分析，以得到每个进口车道的交通流参数。
[0014]每个进口车道的交通流参数包括车道流量、排队长度、时间占有率、车头时距以及车辆速度，根据每个进口车道的交通流参数能评价对应进口车道的通行状态，所述通行状态包括畅通、缓行以及拥堵。
[0015]本发明的优点:通过采集单元采集路口的交通流视频图像，并通过进口道实时图像上布设虚拟辅助线，利用基于背景更新法和运动差分法原理检测和跟踪车辆进出检测区域和虚拟线圈的时间和过程，准确而有效地检测出路口的交通流参数和交通通行状态，克服传统车辆检测线圈存在的损坏率高、设置不灵活、数据可靠性差的问题，提高路口进口车道各导向车道入口段的交通状态特征参数的检测性能，为实时监控路口通行状态提供帮助，也为优化路口交通信号控制，提高通行效率提供依据。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的结构框图。
[0017]图2为本发明的一种具体实施示意图。
[0018]图3为本发明获取交通流参数的示意图。
[0019]附图标记说明:10_采集单元、101-东向摄像机、102-南向摄像机、103-西向摄像机、104-北向摄像机、20-分析单元、201-模式模块、2011-白天模式、2012-夜晚模式、
202-预处理模块、2021-阴影抑制、2022-反光抑制、2023-雨天抑制、2024-大灯抑制、
203-车辆检测模块、2031-第一虚拟线圈、2032-第二虚拟线圈、2033-第三虚拟线圈、2034-动态跟踪线、204-参数计算模块、2041-车流量、2042-排队长度、2043-时间占用率、2044-车头时距、2045-车辆速度、30-传输单元、40-指挥中心、50-信号系统、43-右转车道、44-直行车道、45-左转车道、5-第四位置、6-第五位置、7-第六位置以及8-电子警察安装杆。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0021]如图1所示:为了能利用智能视频分析技术分析路口通行状态，解决传统线圈存在的问题，提高路口交通流参数及交通状态的检测性能，提高路口通行状态的监控能力，本发明包括用于采集路口交通流视频图像的采集单元10，所述采集单元10与分析单元20连接，以将采集的交通流视频图像传输至分析单元20内；
分析单元20接收交通流视频图像，并在所述交通流视频图像的每个进口车道实时图像上均布设虚拟辅助线，分析单元20根据虚拟辅助线