• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 10
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩包中技巧: 基于摄影测量技术进行区域交通状况检测的方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201310269045.4

    申请日:

    2013.06.29

    公开号:

    CN103325255A

    公开日:

    2013.09.25

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G08G 1/01申请日:20130629|||公开
    IPC分类号: G08G1/01 主分类号: G08G1/01
    申请人: 佘若凡
    发明人: 佘若凡; 吴景林; 孙悉斌; 闻道秋; 沙月进; 高朝晖; 卢毅; 胡晓光
    地址: 210016 江苏省南京市瑞金北村27幢104
    优先权:
    专利代理机构: 南京理工大学专利中心 32203 代理人: 朱显国
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201310269045.4

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2016.01.20|||2013.10.30|||2013.09.25

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种基于摄影测量技术进行区域交通状况检测的方法,包括设备布设、获取交通要素、获取交通要素的运动特征、交通状态的判断等步骤,本发明方法利用摄影测量技术对区域交通状况进行检测,不受自然环境影响、误报率低、检测范围大、可实现的功能丰富。

    权利要求书

    权利要求书
    1.   一种基于摄影测量技术进行区域交通状况检测的方法,其特征在于,包括以下步骤:
    步骤一:设备布设:设置至少两个间隔的摄影或摄像装置;
    步骤二:利用摄影、摄像设备根据摄影测量方法获得被检测区域的所有事物的空间坐标集,得到点云,根据点云的密集程度、分布情况和坐标信息将点云划分成不同的交通要素,其中,交通要素包括障碍物、交通工具、交通设施和人,并识别各交通要素的物理特征,其物理特征包括交通要素的位置、大小、数量;
    步骤三:对区域进行连续检测,根据点云的坐标位置的变化确定交通要素在三维空间中的运动特征,其运动特征包括运动的方向、轨迹和趋势;
    步骤四:对交通状态的判断:
    (1)根据检测的障碍物的物理特征判断是否存在交通隐患和交通隐患的数量以及程度;
    (2)根据交通设施的形状或位置的变化判断是否存在交通隐患和交通隐患的数量以及程度;
    (3)将交通工具和人的运动特征与该区域的交通规则进行对比,检测交通违章;
    (4)根据交通工具和人的位置、数量、相对关系计算交通资源的使用情况如占道率、车位使用、排队长度、道路拥堵情况的检测。

    2.   根据权利要求1所述的一种基于摄影测量技术进行区域交通状况检测的方法,其特征在于,所述的步骤二中获得交通要素的方法为:利用摄影测量技术自动构造区域数字地面模型,利用摄影、摄像设备根据摄影测量方法获得被检测区域的所有事物的空间坐标集与数字地面模型的差获得交通要素。

    3.   根据权利要求1所述的一种基于摄影测量技术进行区域交通状况检测的方法,其特征在于,所述的步骤二中获得交通要素的方法为:利用摄影、摄像设备根据摄影测量方法获得被检测区域的所有事物的空间坐标集相对差值获得交通要素。

    4.   根据权利要求2所述的一种基于摄影测量技术进行区域交通状况检测的方法,其特征在于,所述的对交通设施的形状或位置的变化判断的方法为根据已经建立的区域数字地面模型中交通设施的形状或位置与检测的交通设施的形状或位置的变化判断交通隐患是否存在和交通隐患的数量以及程度。

    5.   根据权利要求3所述的一种基于摄影测量技术进行区域交通状况检测的方法,其特征在于,所述的对交通设施的形状或位置的变化判断的方法为根据多次检测中交通设施的变化判断交通隐患是否存在和交通隐患的数量以及程度。

    说明书

    说明书基于摄影测量技术进行区域交通状况检测的方法
    技术领域
    本发明属于区域交通状况监测领域,特别是一种基于摄影测量技术进行区域交通状况检测的方法。
    背景技术
    目前国内、外的许多科技公司都推出了自己的视频智能交通产品。例如:比利时TrafCon公司研发的VD视频车辆检测系统、北京市宇航时代科技有限公司的“时代一号”、深圳市哈工大交通电子技术有限公司的VTD3000系统,上述系统可以实现交通数据采集、交通事件检测和路口信号控制优化等。
    这些系统其核心技术是使用视频的变化,利用前景和背景分割技术检查交通事件,但存在受自然环境影响大、误报率高、检查范围有限等缺点,在实际应用中效果并不理想。
    摄影测量是指通过影像研究被摄目标空间信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。摄影测量学是测绘学的分支学科,它的主要任务是用于测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型(DTM),为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。
    摄影测量学解决的主要问题是几何定位,即确定被摄物体的大小、形状和空间位置。几何定位的基本原理源于测量学的前方交会方法,它是根据两个已知的摄影站点和两条已知的摄影方向线,交会出构成这两条摄影光线的待定点的三维坐标。
    根据摄影时摄影机所处的位置的不同,摄影测量学可分为地面摄影测量、航空摄影测量和航天摄影测量。根据应用领域的不同,摄影测量学又可分为地形摄影测量与非地形摄影测量两大类。根据技术处理手段的不同(也是历史阶段的不同),摄影测量学又可分为模拟摄影测量、解析摄影测量和数字摄影测量。
    发明内容
    本发明的目的在于提供一种利用摄影测量技术对区域交通状况进行检测,不受自然环境影响、误报率低、检测范围大的基于摄影测量技术进行区域交通状况检测的方法。
    实现本发明目的的技术解决方案为:
    一种基于摄影测量技术进行区域交通状况检测的方法,包括以下步骤:
    步骤一:设备布设:设置至少两个间隔的摄影、摄像设备;
    步骤二:利用摄影、摄像设备根据摄影测量方法获得被检测区域的所有事物的空间坐标集,得到点云,根据点云的密集程度、分布情况和坐标信息将点云划分成不同的交通要素,其中,交通要素包括障碍物、交通工具、交通设施和人,并识别各交通要素的物理特征,其物理特征包括交通要素的位置、大小、数量;
    步骤三:对区域进行连续检测,根据点云的坐标位置的变化确定交通要素在三维空间中的运动特征,其运动特征包括运动的方向、轨迹和趋势;
    步骤四:对交通状态的判断:
    (1)根据检测的障碍物的物理特征判断是否存在交通隐患和交通隐患的数量以及程度;
    (2)根据交通设施的形状或位置的变化判断是否存在交通隐患和交通隐患的数量以及程度;
    (3)将交通工具和人的运动特征与该区域的交通规则进行对比,检测交通违章;
    (4)根据交通工具和人的位置、数量、相对关系计算交通资源的使用情况如占道率、车位使用、排队长度、道路拥堵情况的检测。
    本发明与现有技术相比,其显著优点:
    (1)本发明利用摄影测量技术将交通要素数字化,利用数字化手段提高交通检测和管理水平。
    (2)本发明的检测结果不受光影等自然环境的影响,能准确区分阴影、光斑和车辆、障碍物、行人等,判断准确度较高。
    (3)本发明利用测量瞬间图像进行交通状态检测,运动物体的检测准确度高。
    (4)本发明可对多个区域进行分时检测,而不影响检测精度,设备利用率较高。
    下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
    附图说明
    图1是本发明方法的流程图。
    具体实施方式
    本发明一种基于摄影测量技术进行区域交通状况检测的方法,包括以下步骤:
    步骤一:设备布设:设置至少两个间隔的摄影或摄像装置;
    步骤二:利用摄影、摄像设备根据摄影测量方法获得被检测区域的所有事物的空间坐标集,得到点云,根据点云的密集程度、分布情况和坐标信息将点云划分成不同的交通要素,其中,交通要素包括障碍物、交通工具、交通设施和人,并识别各交通要素的物理特征,其物理特征包括交通要素的位置、大小、数量;
    这里所述的测量方法为现有技术,摄影测量方法就是将影像上的像素转换成空间的三维立体坐标,坐标点的集合在摄影测量中称为点云;摄影测量主要涉及的技术是相机标定技术、采集被测区域的图像、对图像进行处理、立体像对自动匹配、确定像素空间坐标;具体如下:
    步骤1:相机的标定,即根据事先设置并测量的标志点,并用该标志点校正相机的内、外参数;
    步骤2:采集被测区域的图像;
    步骤3:对图像进行处理;利用图像处理算法对图像进行处理,涉及到的图像处理算法主要有:灰度修正、滤波去噪、图像增强、图像分割、图像二值化、图像加减运算、特征点提取等算法;
    步骤4:立体像对自动匹配;像素对的快速、准确的匹配,交通区域像素空间坐标提取,像素空间坐标是重构区域交通的基??;
    步骤5:确定像素空间坐标,空间坐标集即为点云;
    步骤三:对区域进行连续检测,根据点云的坐标位置的变化确定交通要素在三维空间中的运动特征,其运动特征包括运动的方向、轨迹和趋势;即比对多次检查结果,判断子点云的差值变化情况,进而推算出交通要素的运动和变化情况;
    交通要素运动特征计算
    对比前后两次检测结果计算人、车的运动特征(包括是否处于运动状态,以及运动方向,运动速度等)??墒褂靡韵录钢址椒ǖ幌抻谑褂孟旅娴姆椒?,利用坐标变化计算运动特征。
    1、明显特征点法:记录车辆最明显、最容易识别的特征点的位置坐标,经过多次检查计算该特征点的空间坐标的变化情况。
    2、最小包围法:利用最小的立方体包裹所有特征点,计算立方体中心坐标变化情况。
    3、平均坐标法:将所有可以提取的特征点的空间坐标取平均值,计算该平均值的变化情况。
    利用上述各方法计算的坐标的变化计算被检测物体的运动方向、和距离,利用距离除以检测时间计算运动速度,当被检测物静止时,该中心坐标变化始终小于测量误差。
    步骤四:对交通状态的判断:
    (1)根据检测的障碍物的物理特征判断是否存在交通隐患和交通隐患的数量以及程度;
    道路抛洒物检测:区域内有符合抛洒物特征的要素。如高速公路出现20cm左右见方的障碍物,尺寸在1.5m高,长和宽小于0.6m的行人。
    (2)根据交通设施的形状或位置的变化判断是否存在交通隐患和交通隐患的数量以及程度;
    交通设施的变化检测:检测到道路的某个位置的高度变化(可以使增高、也可以使降到)达到一定范围时,认为该道路出现影响较大安全隐患,可能是地面隆起、地面塌陷、桥梁倒塌等。
    (3)将交通工具和人的运动特征与该区域的交通规则进行对比,检测交通违章;
    (4)根据交通工具和人的位置、数量、相对关系计算交通资源的使用情况如占道率、车位使用、排队长度、道路拥堵情况的检测。
    车间距检测:利用最小包围法、车辆的明显特征点法、平均坐标法等(见3.3),计算车辆间的间距。
    停车位检测:停车位的高度变化,变高并达到一定数值,如计算该区域的高度增高18cm以上,认为该车位已经被占用或使用。
    步骤二中获得交通要素的方法为:利用摄影测量技术自动构造区域数字地面模型,利用摄影、摄像设备根据摄影测量方法获得被检测区域的所有事物的空间坐标集与数字地面模型的差获得交通要素。
    步骤二中获得交通要素的方法为:利用摄影、摄像设备根据摄影测量方法获得被检测区域的所有事物的空间坐标集相对差值获得交通要素。
    对交通设施的形状或位置的变化判断的方法为根据已经建立的区域数字地面模型中交通设施的形状或位置与检测的交通设施的形状或位置的变化判断交通隐患是否存在和交通隐患的数量以及程度。
    对交通设施的形状或位置的变化判断的方法为根据多次检测中交通设施的变化判断交通隐患是否存在和交通隐患的数量以及程度。
    利用本发明方法可以对区域交通状况进行全面的检测:
    1、利用交通要素判断检测交通状况
    1)道路抛洒物检测:区域内有符合抛洒物特征的要素。如高速公路出现20cm左右见方的障碍物,尺寸在1.5m高,长和宽小于0.6m的行人
    2)车间距检测:利用最小包围法、车辆的明显特征点法、平均坐标法等(见3.3),计算车辆间的间距。
    3)停车位检测:停车位的高度变化,变高并达到一定数值,如计算该区域的高度增高8cm以上,认为该车位已经被占用或使用。
    4)其他影响安全的交通事物检测,检测到道路的某个位置的高度变化(可以使增高、也可以使降到)达到一定范围时,认为该道路出现影响较大安全隐患,可能是不确定的抛洒物、地面隆起、地面塌陷、桥梁倒塌等。
    5)车型判别
    2、交通事故判断
    交通事故的判断方法主要采用下述的4种但不限于4中方法
    1)车辆间隙过小,甚至出现负值时。
    2)出现两组或以上的密集特征点。
    3)符合事故特征:检测出的长宽比发生变化,长宽比不符合现有车型分类。
    检测到车辆停止可能发生交通事故。
    3、流量检测
    1)检测区域内的数量:统计在特定空间区域内识别的交通要素的数量。
    2)经过某区域的数量:识别具有运动行为并通过该区域的识别的交通要素的数量。
    4、违章判断
    1)行人:高速公路出现行人,机动车道出现行人,红灯时道路上出现行人。
    2)车辆压线:车辆的边界特征点位于标线坐标上方;车辆的最小立方包围有在标线坐标上方的部分,车辆的轮眉特征点位于标线坐标上方。
    3)逆行检测:通过判断运动方向与该空间交通规则相符程度,可检查逆行、转弯车道直行、直行车道转弯等情况。
    4)停车:区域内有车辆,并且处于静止状态——多次检测的该车辆的明显特征、最小包围、坐标均值的变化子检测误差范围内。
    5、交通设施使用情况判断
    1)占用率检测方法:利用该空间内检测到的交通元素的多少计算占用率;利用平均高程的变化估算占用率;利用车辆间隙计算占用率,空间的平面投影减去间隙的总和。
    2)排队长度检测方法:检测排队尾巴的坐标计算该坐标与路口等位置的距离;计算队开始和结束的坐标差;
    3)交通拥堵:利用形式速度判断:行驶速度明显下降道路发生拥堵;利用占用率判断:占用率升高出现拥堵;利用车辆间隙判断:车辆的平均间隙变小,车辆拥堵。
    4)停车位检测
    利用轮廓特征、最小包围、特征点均值判断是否有车辆停在停车位上,既车位的使用情况
    利用车辆间的间隙,判断是否有空余停车位,车辆横向间距大于一个停车位距离认为有停车位。
    停车位出现高程变化,或者有其他障碍物,认为车位被占用。
    6、交通设施检测
    1)尺寸发生变化:可检测出道路的障碍物、道路塌陷、桥梁倒塌等情况发生。
    2)位置发生变化:标志标牌损坏或人为移动,有可能引起交通安全问题。
    3)形状或位置发生变化:交通设施或附属设施发生损坏。
    利用摄影测量技术自动构造区域数字地面模型,利用摄影、摄像设备根据摄影测量方法获得被检测区域的所有事物的空间坐标集与数字地面模型的差获得交通要素的方法的特点如下:
    1、建立数字地面模型
    利用摄影测量检测数据对检测区域进行数字化,构建包括道路、桥梁、隧道和停车场及其附属设施的数字地面模型(DTM)。该数据可以作为后续识别交通要素和判断交通状态的基础数据。
    2、特定范围检测
    只计算用户关心的区域内的点云,并只对比该区域的空间范围内的数据,提高计算速度。
    3、自动标定
    1)利用特定标志标定
    在检测区域内安装明显的易识别的标示,并事先测量每个标志的坐标。系统根据标志的特点自动识别,并根据标志的坐标校正相机的内、外参数。
    2)利用区域特征进行标定
    利用道路上的标志牌、标线、桥梁、路灯等不动物体作为标示点校正相机的内、外参数。
    3)提前标定
    标定相机的内、外参数与控制相机云台角度和焦距参数的匹配关系确定相机当前的内、外参数。
    4、多场景
    利用摄影、摄像设备的云台以及相机的变焦功能,让摄影、摄像设备轮询多个场景,增加检测范围,提高设备利用率。
    5、已知状态剔除
    当检测区域有施工现场,码放的标志标牌、防撞桶等交安设施时。通过设置,系统可在特定的时间段忽略特点区域的检测结果,避免重复报警。
    实施例1:
    遵循上述技术步骤,在某道路上放置障碍物,障碍物分别设置在距离摄影机200M,500M和900M处,设置的障碍物包括,195的轮胎、30x30x20cm的纸箱和10x20x20cm。
    设置至少两个间隔28.3m的摄影、摄像设备;
    构建道路的DTM,实施例中每15米测量一个横断面,每个横断面测量8个格网点的平面位置和高程。其中一个横断面的8个格网点的三维坐标见下表:
    格网点12345678横坐标0.2253.7057.58611.46615.55319.41023.26826.716纵坐标8.9848.69710.08711.47810.0578.0936.1266.274高程42.38842.40742.50542.48342.55642.48142.38742.421
    相机标定后的内外参数,包括:摄影物镜中心的三维坐标、摄影主光轴的空间姿态、物镜焦距和物镜畸变系数。两个摄影摄像设备的内外方位元素见下表:
    内外方位元素左像片右像片物镜x坐标0.58128.968物镜y坐标54.56154.657
    物镜z坐标211.228209.468像片俯仰角0.129909731373891?0.149957529672916像片侧滚角?0.0907850031756845?0.0869651113684297像片旋转角?0.0362812040216850.00336946979484145物镜焦距6494.986219.05物镜畸变系数?8.2E?09?4.4E?09
    计算点云,利用点云与DTM的差获得障碍物信息:
    在三个位置系统都准确的检测出轮胎,长方形障碍物。
    在900m的轮胎高度为200mm,10cm的纸箱检测为突出地面90mm的障碍物;
    在500m处的轮胎高度为190mm,10cm的纸箱检测为突出地面95mm的障碍物;
    在200m处的轮胎高度为195mm,10cm的纸箱检测为突出地面95mm的障碍物。
    尤其是800m处有标志板在路面的阴影,利用摄影测量方法,系统能准确检测出阴影高度为2mm,为不影响交通的环境阴影,系统准确剔除。
    利用上述检测方法,可以准确识别障碍物、阴影的。利用识别障碍物的方法也可准确识别道路坑塘、交通设施位置变化、高速公路行人等其他影响交通安全因素,可见本发明可以在实际中进行广泛应用。
    实施例2:
    遵循上述技术步骤,将摄影、摄像设备主光轴对准距离摄影、摄像设备200m处的道路,检测车辆逆行情况,由于车辆逆行的几率很少,在系统内将道路两侧的交通规则交换,这样所有车辆均为逆行车辆,由于这种设置会造成大量车辆逆行,系统取消逆行车辆自动跟踪功能。
    测试时间10分钟,经过摄影、摄像设备的大型车辆13辆,小客车29辆。
    本系统报告逆行车辆为42辆。
    由上述实验可知本方法对车辆逆行、车辆压线、转弯车道直行、直行车道转弯、非法停车等情况均具有良好表现,在有效遏制由于交通违章造成的交通隐患意义重大。
    实施例3:
    检测区域内814m处,有交通标志牌,多次对600~900m区域进行检测,标志牌坐标的x、y、z的位置误差均小于100mm,外形尺寸未发生变化,系统报表交通设施完好。由此可推断出当交通设施发生10cm以上的位置变化或者5cm以上的形状变化,系统会自动提示交通设施状态改变,可能存在交通隐患,为交通管理者提供重要信息,为交通出行人提供交通保障意义重大。
    实施例4:
    将摄影、摄像设备主光轴对准检测区域的500m处,检测区域内点云坐标与地面坐标的差的平均值,从20mm变化到50mm,道路的大型货车明显增多,车辆检测区域的车辆平均速度有103km/h降到86km/h,车头距小于200m,系统发生道路可能出现拥堵的提示,系统提示与道路行驶真实情况一致,有用上述方法,对交通拥堵、排队长度、停车场内的车位管理等方面都有良好表现。

    关 键 词:
    基于 摄影 测量 技术 进行 区域 交通状况 检测 方法
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    关于本文
    本文标题:基于摄影测量技术进行区域交通状况检测的方法.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-5778443.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03