CN101313345A - 检测道路交通违章的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本文披露了一种检测交通违章的车辆检测系统和方法，所述系统具有相互间分隔开的两套摄像系统(14和16)。每套系统包含多个摄像机(14a，14b和16a，16b)用以监视道路的车道。由摄像系统(14和16)检测车辆，通过图像分析来判断车辆行驶所处的车道和/或车辆的顺序，以识别所述车辆，从而判断出非法的车道变换或非法的超车。

Description

检测道路交通违章的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种检测道路交通违章的系统和方法。
背景技术
引发交通事故的一个主要原因在于突然车道变换的行为。为了改善交通安全状况，交通规划者和监管者已经识别出需要关注的区域，例如，交通路口、桥渡或者隧道穿越的附近，以及高速公路的进入和驶出区域。在这些区域车道变换的行为通常是由道路上的线标识所管控的，例如双白线，以向驾驶员指示在这些受管制的区域中车道变换是违法的。
有别于其他交通违章行为(例如超速和闯红灯违章，其主要依靠自动化监管方式)监管，对于违法的车道变换行为的监管一直以来都依赖诸如警察之类的巡逻执勤人员靠视觉来检测。
尽管已经存在检测闯红灯违章和超速违章的技术，但此技术一般是依靠于在一个点上或在很小的限定区域内检测车辆，以获取车辆的图像，以及所记录的违章指示。然而，对于可能发生违法的车道变换行为的区域，现有的交通违章系统不足以适当地提供自动化的监管方法。
发明内容
本发明的第一方面的目的是提供一种自动的监管系统，用于判断车辆在受限区域内是否变换了车道。
本发明提供一种用于检测交通车道变换违章的系统，包括：
第一检测系统，用于监视具有多车道的道路的第一位置；
第二检测系统，其与所述第一系统分隔开，用于监视所述道路的第二位置，在介于所述第一和第二位置之间的道路长度上设置标志以示出不允许车道变换；以及，
处理器，用于从所述第一和第二检测系统接收图像，以识别车辆和所述车辆行驶到所述第一位置时所处的车道，并且将该车道与所述识别出的车辆行驶到所述第二位置时所处的车道进行比较，来判断所述车辆是否已变换了车道，从而确认车道变换违章。
由于本发明使用了两个检测系统(所述两个检测系统沿着道路长度相互间分隔开)并识别车辆行驶所处的车道，因此可以将在第一和第二位置处的车辆和所述车辆行驶所处的车道进行比较，提供判断车道变换违章的自动化系统。
优选地，当违章发生时，所述车辆处于所述第一位置时的图像和所述车辆处于所述第二位置时的图像用于提供车道变换违章的证据。
优选地，所述第一检测系统包括多个摄像机，每一个所述摄像机用于监视所述道路的多个车道中的相应一个车道。
优选地，所述第二检测系统包括多个摄像机，每一个所述摄像机用于监视所述道路的多个车道中的一个车道。
优选地，通过用于识别所述车辆牌照的图像识别技术来识别车辆。
优选地，所述处理器记录由所述第一和第二检测系统捕获的所述识别出的车辆行驶所处的车道，将该车道与标记相关联，并将所述车辆行驶所处的所述车道标记进行比较，来识别所述车辆是否已变换了车道。
优选地，将由所述第一检测系统捕获到的所述车辆的标识和车道变换标记与由所述第二检测系统捕获到的所述识别出的车辆和车道的数据进行比较，以判断所述车辆是否已变换了车道。
优选地，从所述第一检测系统识别出所述车辆的时间开始，在预定的时间段上将由所述第一检测系统所识别的车辆与由所述第二检测系统所识别的车辆进行匹配。
本发明提供了一种用于检测交通车道变换违章的方法，包括：
使用第一检测系统来监视具有多车道的道路的第一位置；
使用第二检测系统来监视所述道路的与所述第一位置分隔开的第二位置，在介于所述第一和第二位置之间的道路长度上设置标志以示出不允许车道变换；以及，
根据在所述第一位置处捕获的图像来识别车辆和所述车辆行驶到所述第一位置时所处的车道，并且将所述识别出的车辆行驶所处的所述车道与根据在所述第二位置处的图像的所述车辆行驶到所述第二位置时所处的车道进行比较，来判断所述车辆是否已变换了车道，从而确认车道变换违章。
优选地，当违章发生时，所述车辆处于所述第一位置时的图像和所述车辆处于所述第二位置时的图像用于提供车道变换违章的证据。
优选地，所述第一检测系统包括多个摄像机，每一个所述摄像机用于监视所述道路的多个车道中的相应一个车道。
优选地，所述第二检测系统包括多个摄像机，每一个所述摄像机用于监视所述道路的多个车道中的相应一个车道。
优选地，通过用于识别所述车辆牌照的图像识别技术来识别车辆。
优选地，所述方法记录由所述第一和第二检测系统捕获的所述识别出的车辆行驶所处的车道，将该车道与标记相关联，并将所述车辆行驶所处的所述车道标记进行比较，来识别所述车辆是否已变换了车道。
优选地，将由所述第一检测系统捕获到的所述车辆的标识和车道变换标记与由所述第二检测系统捕获到的所述识别出的车辆和车道的数据进行比较，以判断所述车辆是否已变换了车道。
优选地，从所述第一检测系统识别出所述车辆的时间开始，在预定的时间段上将由所述第一检测系统所识别的车辆与由所述第二检测系统所识别的车辆进行匹配。
本发明的第二方面的目的是提供一种用于检测交通超车违章的系统，包括：
第一检测系统，用于监视道路的第一位置；
第二检测系统，其与所述第一系统分隔开，用于监视所述道路的第二位置，在介于所述第一和第二检测系统之间的道路长度上是禁止超车的；以及，
处理器，用于从所述第一检测系统接收图像以识别多个车辆通过所述第一检测系统的顺序，并且从所述第二检测系统接收图像以识别所述多个车辆通过所述第二检测系统的顺序，来判断所述顺序在所述第二检测系统处是否发生了变化，从而判断发生了超车违章。
优选地，当违章发生时，所述车辆处于所述第一位置时的图像和所述车辆处于所述第二位置时的图像用于提供超车违章的证据。
优选地，所述第一检测系统包括多个摄像机，每一个所述摄像机用于监视所述道路的多个车道中的相应一个车道。
优选地，所述第二检测系统包括多个摄像机，每一个所述摄像机用于监视所述道路的多个车道中的一个车道。
优选地，通过用于识别所述车辆牌照的图像识别技术来识别车辆。
优选地，将由所述第一检测系统捕获到的所述车辆的标识和车道变换标记与由所述第二检测系统捕获到的所述识别出的车辆和车道的数据进行比较，以判断所述车辆是否已变换了车道。
优选地，从所述第一检测系统识别出所述车辆的时间开始，在预定的时间段上将由所述第一检测系统所识别的车辆与由所述第二检测系统所识别的车辆进行匹配。
本发明还提供了一种用于检测交通超车违章的方法，包括：
使用第一检测系统监视道路的第一位置；
使用第二检测系统来监视所述道路的与所述第一位置分隔开的第二位置，在介于所述第一和第二检测系统之间的道路长度上是禁止超车的；以及，
根据由所述第一和第二检测系统所捕获的图像，识别多个车辆通过所述第一检测系统和所述第二检测系统的顺序，来判断所述顺序在所述第二检测系统处是否发生了变化，从而判断发生了超车违章。
优选地，当违章发生时，所述车辆处于所述第一位置时的图像和所述车辆处于所述第二位置时的图像用于提供车道变换违章的证据。
优选地，所述第一检测系统包括多个摄像机，每一个所述摄像机用于监视所述道路的多个车道中的相应一个车道。
优选地，所述第二检测系统包括多个摄像机，每一个所述摄像机用于监视所述道路的多个车道中的一个车道。
优选地，通过用于识别所述车辆牌照的图像识别技术来识别车辆。
优选地，将由所述第一检测系统捕获到的所述车辆的标识和车道变换标记与由所述第二检测系统捕获到的所述识别出的车辆和车道的数据进行比较，以判断所述车辆是否已变换了车道。
优选地，从检测摄像系统识别出所述车辆的时间开始，在预定的时间段上将由所述第一检测系统所识别的车辆与由所述第二检测系统所识别的车辆进行匹配。
附图说明
通过参考附图的示例，对本发明的一个优选实施例以举例的方式进行描述，在附图中：
图1是根据本发明优选实施例的系统的示意图；
图2是本发明优选实施例的系统部件的框图；
图3示出了根据本发明优选实施例的图像捕获和识别；
图4是解释本发明优选实施例的运作的流程图。
具体实施方式
参见图1，示出了用来检测车道变换违章的系统。道路10用双白线12做标志，以标识沿箭头A的方向行驶的车辆不能车道变换。
系统包括：第一摄像系统，其用于监视道路10的第一位置L1，以及第二摄像系统16，其与所述第一系统14分隔，用于监视道路10的位置L2。如上所述，介于位置L1与L2之间的道路用双白线12做标志，以示出车辆在介于位置L1与L2之间的道路的长度内不允许车道变换。除了以双白线做标志以外，道路标志还可以采用其他方法，例如设置标志牌等等。
每套摄像系统14和16包含摄像机，用于监视道路10的多个车道1和2之一。这样，在如图1所示的环境中，摄像系统14包括第一摄像机14a和第二摄像机14b。第二摄像系统16包括第一摄像机16a和第二摄像机16b。摄像机14a和16a监视道路10的车道1，摄像机14b和16b监视道路10的车道2。
摄像机14和16与处理器20相连接，所述处理器20包括与摄像机14a和14b相耦合的第一处理单元22，以及与摄像机16a和16b相耦合的第二处理单元24。
行驶经过位置L1的车辆(例如图1中的车辆V)的图像被摄像机14a捕获到，所述摄像机14a用来监视道路10的车道1。将图像数据提供给处理单元22，所述处理单元22通过图像识别软件分析图像数据，以识别车辆V的牌照。将有关该车辆的车辆经过位置L1的时间、车辆的牌照号码以及车辆行驶所处的车道(例如车道1)记录下来。这样，就通过其牌照号码识别出了车辆V，记录牌照号码的时间为在位置L1检测到车辆的时间，且车道是车辆行驶所处的车道。
在本发明优选实施例中，通过车辆的牌照号码来识别该车辆，但在给定使用本系统的环境下，还可以通过其他特征来识别车辆，例如足以准确地识别车辆的车辆类型、其他特征标志，或者车辆的外形。
在图1所示的实施例中，车辆V在位置L1和L2之间已经变换了车道，因此位置L2处的车辆V当前处在车道2。这样，所述车辆就进行了违章的车道变换。
当车辆到达位置L2处，其能够被摄像机16b所检测到，所述摄像机16b用来监视道路10的车道2。再一次地，通过车辆的牌照号码来识别该车辆，并由处理单元22对到达位置L2处的时间以及车辆行驶所处的车道进行记录。
通过链路30将从处理单元22接收的数据传送到处理单元24，这样，由摄像机16b所捕获到的数据能够与由系统14所捕获到的与同一车辆相关的数据相比较。如果数据标识出车辆V处于与由系统14捕获到的车道不同的车道，则发生了违章。
图3示出了如何识别车辆的典型示例。图3所示的道路与图1所示的道路相同。如图3所示，通过车辆登记号(在图3中仅将该登记号示为Vx)来识别处于位置L1的车辆，车辆将车辆到达位置L1的时间T1以及车道号码(车道1)记录下来。车辆的图像和时间也被记录下来，用以提供证明车辆处于哪条车道的证据。
在位置L2处，记录相同的数据，其通过车辆的牌照号码来标识车辆，并且标识到达位置L2的时间以及车道(在本示例中是车道2)。
因此，图3所示的这两个捕获到的图像提供了违章的证据，其可以作为违章证据用于所有的官方处理，从而可以对驾驶员进行适当地处罚。
因此，当确认违章发生时，生成并保存车辆Vx处于位置L1和L2处的图像，以用于提供证据。如果在一个特定的时间段内没有记录车辆违章，则删除或覆盖与这些车辆相关的图像。
当识别出车辆位于位置L2时，系统将通过由摄像系统14在点L1处所捕获的识别出的车辆列表进行搜索。为了优化和限制搜索过程，系统将使用以下计算将搜索限制在特定的时间间隔内：
摄像点A与B之间的距离＝LAB，
A与B之间的最大速度＝Vmax，
因此，从A到B的最短行驶时间TminAB为，
TminAB＝LAB/Vmax，
A与B之间的最小速度＝Vmin，
因此，从A到B的最长行驶时间TmaxAB为，
TmaxAB＝LAB/Vmin。
因此，给定在摄像点B在时间T2捕获识别出的车辆Vx，系统将仅通过在以下时间间隔T1内在点A处所识别出的车辆列表来进行搜索：
(T2+TminAB)＜T1＜(T2+TmaxAB)。
显然地，由于位置L1和L2处的车辆检测记录了在所述这些位置处的车辆时间，因此，可以计算出介于位置L1和L2之间的车辆的平均速度。这也可以用来识别车辆是否超速行驶，而与其车道变换与否无关。
图4是根据优选实施例来说明系统运作的流程图。在步骤401中，将由位于位置L1处的所有摄像机所捕获到的图像序列传送至处理单元22，在步骤402中，在所述处理器22内进行车辆检测。在步骤403中，如果车辆被检测到，那么在步骤404中，通过图像识别软件来识别牌照号码并对其进行提取。接下来在步骤405中，对车辆进行标记以识别车辆。然后，系统重新回到步骤401。当系统运作时此过程继续。
在步骤406中，将所有被识别出的车辆的列表传送至单元24。在步骤401’中，将由摄像机16所捕获到的图像的图像序列传送至处理器24，在步骤402’中，执行车辆检测例程。如果每次在步骤403’中检测到车辆，那么在步骤404’中，就提取牌照号码详细信息。在步骤405’中，对车辆进行标记。
在步骤405和405’中进行的标记包括标识车辆、车辆经过相应位置L1和L2的时间以及车辆行驶所处的车道。在步骤407中，将在步骤406中所传送的数据与在步骤405’中的数据作比较。在步骤408中，判断是否发现了匹配，如果是的话，则在步骤409中，处理器24将判断是否发生了车道变换。如同以上所述，这是通过将在位置L1和L2处所识别出的车辆的车道数据进行匹配来实现的，以判断车道数据是相同还是发生了变化。接下来，在步骤410中，将判断是否发生了违章，如果是的话，则在步骤411中，保存位置L1和L2处的违章图像，以用作证据。
所述系统还能够被用来识别在一段道路长度上出现的非法超车，而与车辆是否变换了车道无关。这是通过以下方式实现的：如前描述的那样在位置L1处拍摄相同的图像，以及如前描述的那样在位置L2处拍摄的相同的图像。然而，在这个实施例中，可以确定车辆经过位置L1和L2的顺序。因此，如果在介于位置L1和L2的一段道路长度上允许车道变换，但是防止一车辆在该段道路长度上超越另一车辆，则通过比较位置L1和L2处的车辆的顺序就能够确定非法超车。举例来说，在位置L1处，如果车辆X在车辆Y之后经过该位置，并且在摄像机位置L2处，车辆X在车辆Y之前经过该位置，则这个顺序上的变化就表明在两个摄像机位置之间车辆X超越了车辆Y。当使用该系统以实现判断非法违章超车时，就需要在摄像机位置L1和L2处所捕获到的两组车辆X和Y的图像，以作为图像证据来证明发生了违章超车行为。
本发明的实施例可应用于具有单车道或多车道的道路上，但显而易见的是，其更适用于具有单车道的道路，因为在单车道的环境下，更有可能禁止超车。因此，在此实施例中无需进行车道识别，需要考虑的是车辆的顺序。
鉴于本领域技术人员人员可以容易地在本发明的精神和范围内对其进行修改，因此应了解的是，本发明并不仅限于上文的示例中所描述的特定的实施例。
在本发明的所附的权利要求书和以上的描述中，除了上下文语言特别指出或必要暗示的情况之外，词语“包括”一词或其变体，譬如“包含”或“含有”等，是在广义包括的意义上被使用的，也就是说，其明确了所陈述的特征的存在，但是并不排除本发明各个实施例中的附加或进一步的特征的存在。

Claims (30)

1、一种用于检测交通车道变换违章的系统，包括：
第一检测系统，用于监视具有多车道的道路的第一位置；
第二检测系统，其与所述第一系统分隔开，用于监视所述道路的第二位置，在介于所述第一和第二位置之间的道路长度上设置标志以示出不允许车道变换；以及，
处理器，用于从所述第一和第二检测系统接收图像，以识别车辆和所述车辆行驶到所述第一位置时所处的车道，并且将该车道与所识别出的车辆行驶到所述第二位置时所处的车道进行比较，来判断所述车辆是否已变换了车道，从而确认车道变换违章。
2、如权利要求1所述的系统，其中，当违章发生时，所述车辆处于所述第一位置时的图像和所述车辆处于所述第二位置时的图像用于提供车道变换违章的证据。
3、如权利要求1所述的系统，其中，所述第一检测系统包括多个摄像机，每一个所述摄像机用于监视所述道路的多个车道中的相应一个车道。
4、如权利要求3所述的系统，其中，所述第二检测系统包括多个摄像机，每一个所述摄像机用于监视所述道路的多个车道中的一个车道。
5、如权利要求4所述的系统，其中，通过用于识别所述车辆牌照的图像识别技术来识别车辆。
6、如权利要求1所述的系统，其中，所述处理器记录由所述第一和第二检测系统捕获的所述识别出的车辆行驶所处的车道，将该车道与标记相关联，并将所述车辆行驶所处的所述车道标记进行比较，来识别所述车辆是否已变换了车道。
7、如权利要求6所述的系统，其中，将由所述第一检测系统捕获到的所述车辆的标识和车道变换标记与由所述第二检测系统捕获到的所述识别出的车辆和车道的数据进行比较，以判断所述车辆是否已变换了车道。
8、如权利要求1所述的系统，其中，从所述第一检测系统识别出所述车辆的时间开始，在预定的时间段上将由所述第一检测系统所识别的车辆与由所述第二检测系统所识别的车辆进行匹配。
9、一种用于检测交通车道变换违章的方法，包括：
使用第一检测系统来监视具有多车道的道路的第一位置；
使用第二检测系统来监视所述道路的与所述第一位置分隔开的第二位置，在介于所述第一和第二位置之间的道路长度上设置标志以示出不允许车道变换；以及，
根据在所述第一位置处捕获的图像来识别车辆和所述车辆行驶到所述第一位置时所处的车道，并且将所述识别出的车辆行驶所处的所述车道与根据在所述第二位置处的图像的所述车辆行驶到所述第二位置时所处的车道进行比较，来判断所述车辆是否已变换了车道，从而确认车道变换违章。
10、如权利要求9所述的方法，其中，当违章发生时，所述车辆处于所述第一位置时的图像和所述车辆处于所述第二位置时的图像用于提供车道变换违章的证据。
11、如权利要求9所述的方法，其中，所述第一检测系统包括多个摄像机，每一个所述摄像机用于监视所述道路的多个车道中的相应一个车道。
12、如权利要求10所述的方法，其中，所述第二检测系统包括多个摄像机，每一个所述摄像机用于监视所述道路的多个车道中的相应一个车道。
13、如权利要求10所述的方法，其中，通过用于识别所述车辆牌照的图像识别技术来识别车辆。
14、如权利要求9所述的方法，其中，所述方法记录由所述第一和第二检测系统捕获的所述识别出的车辆行驶所处的车道，将该车道与标记相关联，并将所述车辆行驶所处的所述车道标记进行比较，来识别所述车辆是否已变换了车道。
15、如权利要求9所述的方法，其中，将由所述第一检测系统捕获到的所述车辆的标识和车道变换标记与由所述第二检测系统捕获到的所述识别出的车辆和车道的数据进行比较，以判断所述车辆是否已变换了车道。
16、如权利要求9所述的方法，其中，从所述第一检测系统识别出所述车辆的时间开始，在预定的时间段上将由所述第一检测系统所识别的车辆与由所述第二检测系统所识别的车辆进行匹配。
17、一种用于检测交通超车违章的系统，包括：
第一检测系统，用于监视道路的第一位置；
第二检测系统，其与所述第一系统分隔开，用于监视所述道路的第二位置，在介于所述第一和第二检测系统之间的道路长度上是禁止超车的；以及，
处理器，用于从所述第一检测系统接收图像以识别多个车辆通过所述第一检测系统的顺序，并且从所述第二检测系统接收图像以识别所述多个车辆通过所述第二检测系统的顺序，来判断所述顺序在所述第二检测系统处是否发生了变化，从而判断发生了超车违章。
18、如权利要求17所述的系统，其中，当违章发生时，所述车辆处于所述第一位置时的图像和所述车辆处于所述第二位置时的图像用于提供车道变换违章的证据。
19、如权利要求17所述的系统，其中，所述第一检测系统包括多个摄像机，每一个所述摄像机用于监视所述道路的多个车道中的相应一个车道。
20、如权利要求18所述的系统，其中，所述第二检测系统包括多个摄像机，每一个所述摄像机用于监视所述道路的多个车道中的一个车道。
21、如权利要求17所述的系统，其中，通过用于识别所述车辆牌照的图像识别技术来识别车辆。
22、如权利要求17所述的系统，其中，将由所述第一检测系统捕获到的所述车辆的标识和车道变换标记与由所述第二检测系统捕获到的所述识别出的车辆和车道的数据进行比较，以判断所述车辆是否已变换了车道。
23、如权利要求17所述的系统，其中，从所述第一检测系统识别出所述车辆的时间开始，在预定的时间段上将由所述第一检测系统所识别的车辆与由所述第二检测系统所识别的车辆进行匹配。
24、一种用于检测交通超车违章的方法，包括：
使用第一检测系统监视道路的第一位置；
使用第二检测系统来监视所述道路的与所述第一位置分隔开的第二位置，在介于所述第一和第二检测系统之间的道路长度上是禁止超车的；以及，
根据由所述第一和第二检测系统所捕获的图像，识别多个车辆通过所述第一检测系统和所述第二检测系统的顺序，来判断所述顺序在所述第二检测系统处是否发生了变化，从而判断发生了超车违章。
25、如权利要求24所述的方法，其中，当违章发生时，所述车辆处于所述第一位置时的图像和所述车辆处于所述第二位置时的图像用于提供车道变换违章的证据。
26、如权利要求24所述的方法，其中，所述第一检测系统包括多个摄像机，每一个所述摄像机用于监视所述道路的多个车道中的相应一个车道。
27、如权利要求26所述的方法，其中，所述第二检测系统包括多个摄像机，每一个所述摄像机用于监视所述道路的多个车道中的一个车道。
28、如权利要求24所述的方法，其中，通过用于识别所述车辆牌照的图像识别技术来识别车辆。
29、如权利要求24所述的方法，其中，将由所述第一检测系统捕获到的所述车辆的标识和车道变换标记与由所述第二检测系统捕获到的所述识别出的车辆和车道的数据进行比较，以判断所述车辆是否已变换了车道。
30、如权利要求24所述的方法，其中，从检测摄像系统识别出所述车辆的时间开始，在预定的时间段上将由所述第一检测系统所识别的车辆与由所述第二检测系统所识别的车辆进行匹配。
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