一种基于球机的车辆逆行事件检测方法与流程

本发明中涉及图像处理，特别涉及一种基于球机的车辆逆行事件检测方法。

背景技术：

1、随着我国经济的快速发展，各大城市主干道的车流量与日俱增，然而逆行事件频繁发生。逆行是指车辆没有按照正常行驶方向或与正常行驶方向相反的驾车行为，是最具危害交通安全的行为之一。如双向车道中一侧车道稍微拥堵，会有相当一部分车辆逆行穿越拥堵区，或是违规倒车等，车辆逆行监控检测报警系统可以有效的进行车辆监测，该系统主要安装于城市主要道路、高速公路和隧道等路段，可以有效的进行抓拍车辆逆行等违规行为，有效防范安全事故的发生。

2、现阶段车辆逆行检测主要有以下几种主流方案：摄像机和雷达双监控的方式，摄像机对路上的车辆行为进行监控，雷达对路上的车辆速度和形状进行检测和识别，通过雷达获取车辆在前端、后端触发线之间的速度和位置坐标，判断出车辆的速度、位置和行驶方向，从而判断出车辆是否存在车辆逆行的交通违法行为。通过基于深度学习的方法检测车辆，计算车辆在画面中行驶的方向与预先设定的方向是否相同从而判定车辆是否逆行。这些方法都需要一定程度的人工干预才能确定正确的车辆行驶方向，当方向一旦确定后画面就必须完全固定不能发生改变，对于迁移部署或是基于球机的使用场景非常不友好，另外，使用雷达来检测车辆逆行的方式需要额外增加巨大的资金成本，同时雷达的检测结果也没有视频的检测结果直观，无法确定事件发生现场的具体情况，因此需要一种快速有效针对车辆逆行的检测手段。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种基于球机的车辆逆行事件检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种基于球机的车辆逆行事件检测方法，包括以下步骤：

3、s1、从球机中获取视频流并进行解码得到图像，将所有图像作为基础数据集；

4、s2、对基础数据集进行标注并训练基于yolact的车辆和车道检测模型；

5、s3、基于yolact的车辆和车道检测模型启动，正确的车辆行驶方向自动初始化；

6、s4、在已完成初始化的区域中，对经过的车辆进行方向判定，发生逆行则上报事件。

7、优选地，所述s1中，获取球机的视频流地址，通过解码将其转换成实时的连续图像。

8、优选地，所述s3中，使用训练好的基于yolact的车辆和车道检测模型对图像进行预测，得到每帧图像中的车辆id、行驶轨迹信息，通过整合一段时间内的信息对车辆正确的行驶方向进行初始化。

9、优选地，所述s4中，使用基于yolact的车辆和车道检测模型检测第一张图像中的车道，得到基础的车道mask图，在后续的检测阶段，通过检测当前图像的车道mask图与基础的车道mask图进行对比，如果两者差值小于设定的阈值认定球机未转动，如果大于设定的阈值则认定球机发生了转动。

10、优选地，所述s4中，将图像分割成n个长宽相等的小方格，每个小方格用于记录经过车辆的次数、行驶方向的信息，对于每个出现的车辆赋一个id并记录该车辆在画面中从出现到消失的行驶轨迹，将行驶轨迹拟合成一条直线并且直线的方向就认定为车辆的行驶方向，然后计算所有小方格与该直线之间的垂直距离，对于距离小于设定阈值的小方格就需要记录该车辆的id和行驶方向信息，对每个小方格而言，每经过一次不同id的车辆就记录一次车辆行驶方向信息，当记录的方向信息达到5条时，计算其平均值并赋值给该小方格，那么就完成了该小方格方向的初始化。

11、优选地，所述s4中，对于不同id的车辆，先判定其在画面中出现的帧数是否超过10帧，如果满足条件就将其行驶轨迹拟合成一条直线，找出该直线附近所有的小方格，如果每个小方格都完成了方向的初始化就进行下一步车辆逆行的判定，否则重新进行检测。

12、优选地，所述s4中，车辆逆行判定的方法为：首先计算车辆附近小方格初始化的方向和该车辆行驶轨迹拟合出的直线方向之间的夹角，如果两个方向相反并且夹角小于设定的阈值则判定该车辆在当前帧满足逆行的初步条件，记录该车辆的id信息，在后续的检测过程中如果该车辆连续5帧都被判定为逆行则最终判定该车辆逆行并且进行上报。

13、综上，本发明的技术效果和优点：

14、1、本发明中，在使用球机进行逆行事件检测的应用场景下，无需通过手动画线的方式确定正确的车辆行驶方向，也不需要额外的信号探测器如雷达，就能够自动识别道路上行驶的车辆是否逆行，即使在转动球机后检测场景发生了剧烈变化的情况下，不需要将球机返回预置位也能重新进行车辆正确行驶方向的初始化，可以实现高速公路上机动车倒车、逆行违法行为的自动检测和主动发现，节省了大量的人力成本，响应速度也更快。

15、2、本发明中，通过设定在一定时间内大多数过往车辆的行驶方向为正确的行驶方向，从而将该方向认定为正确的行驶方向来进行初始化，将待识别车辆的行驶方向与初始化的方向进行比较，确认待识别车辆是否存在逆行或者倒车的问题，与现有技术相比，本发明具有无需人工参与、自动初始化正确的车辆行驶方向、检测速度快响应及时等优点。

技术特征：

1.一种基于球机的车辆逆行事件检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于球机的车辆逆行事件检测方法，其特征在于：所述s3中，获取球机的视频流地址，通过解码将其转换成实时的连续图像。

3.根据权利要求2所述的一种基于球机的车辆逆行事件检测方法，其特征在于：所述s3中，使用训练好的基于yolact的车辆和车道检测模型对图像进行预测，得到每帧图像中的车辆id、行驶轨迹信息，通过整合一段时间内的信息对车辆正确的行驶方向进行初始化。

4.根据权利要求3所述的一种基于球机的车辆逆行事件检测方法，其特征在于：所述s3中，使用基于yolact的车辆和车道检测模型检测第一张图像中的车道，得到基础的车道mask图，在后续的检测阶段，通过检测当前图像的车道mask图与基础的车道mask图进行对比，如果两者差值小于设定的阈值认定球机未转动，如果大于设定的阈值则认定球机发生了转动。

5.根据权利要求4所述的一种基于球机的车辆逆行事件检测方法，其特征在于：所述s3中，将图像分割成n个长宽相等的小方格，每个小方格用于记录经过车辆的次数、行驶方向的信息，对于每个出现的车辆赋一个id并记录该车辆在画面中从出现到消失的行驶轨迹，将行驶轨迹拟合成一条直线并且直线的方向就认定为车辆的行驶方向，然后计算所有小方格与该直线之间的垂直距离，对于距离小于设定阈值的小方格就需要记录该车辆的id和行驶方向信息，对每个小方格而言，每经过一次不同id的车辆就记录一次车辆行驶方向信息，当记录的方向信息达到5条时，计算其平均值并赋值给该小方格，那么就完成了该小方格方向的初始化。

6.根据权利要求5所述的一种基于球机的车辆逆行事件检测方法，其特征在于：所述s4中，对于不同id的车辆，先判定其在画面中出现的帧数是否超过10帧，如果满足条件就将其行驶轨迹拟合成一条直线，找出该直线附近所有的小方格，如果每个小方格都完成了方向的初始化就进行下一步车辆逆行的判定，否则重新进行检测。

7.根据权利要求6所述的一种基于球机的车辆逆行事件检测方法，其特征在于：所述s4中，车辆逆行判定的方法为：首先计算车辆附近小方格初始化的方向和该车辆行驶轨迹拟合出的直线方向之间的夹角，如果两个方向相反并且夹角小于设定的阈值则判定该车辆在当前帧满足逆行的初步条件，记录该车辆的id信息，在后续的检测过程中如果该车辆连续5帧都被判定为逆行则最终判定该车辆逆行并且进行上报。

技术总结
本发明公开了一种基于球机的车辆逆行事件检测方法，涉及到图像处理技术领域，本发明通过对一定时间内大多数过往车辆的行驶方向进行初始化，将待识别车辆的行驶方向与初始化的方向进行比较，确认待识别车辆是否存在逆行或者倒车的问题；在使用球机进行逆行事件检测的应用场景下，无需通过手动画线的方式确定正确的车辆行驶方向，也不需要额外的信号探测器如雷达，就能够自动识别道路上行驶的车辆是否逆行，即使在转动球机后检测场景发生了剧烈变化的情况下，不需要将球机返回预置位也能重新进行车辆正确行驶方向的初始化，可以实现高速公路上机动车倒车、逆行违法行为的自动检测和主动发现，节省了大量的人力成本，响应速度也更快。

技术研发人员：吕阿斌,张雨
受保护的技术使用者：中兴飞流信息科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13