CN103354029A - 一种多功能路口交通信息采集方法 - Google Patents

一种多功能路口交通信息采集方法 Download PDF

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本发明公开了一种多功能路口交通信息采集方法,采集的路口交通信息包括多种形式的机动车违章过程、路口实时交通视频、路口通过的机动车和路口各向车流量统计数据,然后基于计算机图像智能处理技术,完成对静态抓拍照片的处理,提取出照片上机动车的相关信息,同时负责管理整个路口交通信息采集系统的工作,采集信息的存储和分类统计。本发明可以代替路口原先安装的路口电子警察系统、道路交通视频监控系统、道路交通治安卡口系统和机动车流量信息采集系统,节省大量道路交通建设时的设备投资,缩短道路交通建设的施工周期,降低系统工作时的运营维护成本,提高路口交通信息采集方法的使用灵活性。

Description

一种多功能路口交通信息采集方法
 
技术领域
    本发明涉及城市路口机动车信息自动采集技术领域,具体是一种多功能路口交通信息采集方法。
背景技术
城市道路交通既要保障机动车行驶时的畅通,又要保证机动车行驶时的安全;前者通过对道路上机动车车流量进行实时采集,实现路口交通信号的自适应控制,使机动车通过路口的花费时间最少,这些工作通常由道路交通信号控制系统完成;后者通过对路口行驶机动车的违章行为进行自动检测,完成对机动车违章过程的自动记录并予以处罚,使机动车通过路口时遵章行驶,降低发生道路交通事故的概率,使机动车安全通过路口,这些工作通常由路口电子警察系统完成。为了使道路交通的管理者和指挥者可以实时、直观地了解当前路口的交通情况,通常在路口安装有道路交通视频监控系统。
    所以,城市道路交口通常安装有独立的交通信号控制系统、独立的电子警察系统和独立的视频监控系统,这使得城市道路建设时的设备投资增加,使用时的设备维护成本升高,且由于设备多,导致故障点多,使系统工作时的可靠性降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多功能路口交通信息采集方法,解决城市道路交口建设投资大、维护成本高、使用可靠性低的问题。
本发明的技术方案为:
一种多功能路口交通信息采集方法,包括有机动车信息检测采集和机动车信息处理管理步骤,具体步骤如下:
(1)、机动车信息检测采集:
路口机动车车道的上方设置有智能高清相机、分别与智能高清相机连接的车辆检测器和红灯检测器,车辆检测器的线圈埋设在路口的路面上,智能高清相机工作时,一方面实时采集监控区域内的视频,编码后传送到路口的网络硬盘录像机内存储,另一方面对监控区域内出现的机动车进行检测和分析;检测和分析的具体步骤如下:
a、在红灯信号期间,红灯检测器检测到出现的机动车发生闯红灯行驶行为时,红灯检测器触发智能高清相机对闯红灯行驶过程自动抓拍三张照片,并传送到路口的工控机;
b、在绿灯信号或黄灯信号期间,车辆检测器的线圈检测到机动车不按车道规定方向行驶时,车辆检测器触发智能高清相机对不按规定车道行驶过程自动抓拍三张照片,并传送到路口的工控机;
c、若机动车正常行驶通过路口,智能高清相机对驶过的机动车抓拍一张照片,并传送到路口的工控机;
d、在机动车驶过路口时,智能高清相机采集视频图像并检测机动车是否“骑压车道线”,若有,则对机动车“骑压车道线行驶”过程自动抓拍三张照片,并传送到路口的工控机;
e、若机动车在路口逆向行驶,并进入智能高清相机的监控区域内,智能高清相机对机动车“逆向行驶”过程自动抓拍三张照片,并传送到路口的工控机;
f、在机动车驶过路口时,车辆检测器检测到机动车超速驾驶时,车辆检测器触发智能高清相机对超速行驶车辆自动抓拍三张照片,并将超速信息与抓拍的机动车照片一起传送到路口的工控机;
(2)、机动车信息处理管理:
路口的工控机工作时,接收智能高清相机传来的抓拍照片和信息,并对照片进行以下后处理:
a、若是机动车违章被抓拍的照片,首先将一个违章过程中抓拍的三张连续照片编为一组,然后基于计算机图像智能处理技术,从第2张抓拍照片上提取违章机动车的车身信息,并在一组的三张照片上均叠加车身信息的防篡改水印,并把机动车违章信息叠印在一组的三张照片上,同时把处理后的抓拍照片、车身信息和违章信息分类保存在本地机动车通过信息数据库中,最后把处理后的抓拍照片、车身信息和违章信息实时发送到后台道路交通指挥控制中心;
b、若是正常行驶机动车被抓拍的照片,首先基于计算机图像智能处理技术,从抓拍照片上提取通过的机动车的车身信息,并在抓拍照片上叠加车身信息的防篡改水印,同时将正常行驶通过的车道号信息叠印在抓拍照片上,然后处理后的抓拍照片、车身信息和正常行驶通过的车道号信息分类保存在本地机动车通过信息数据库中,最后把处理后的抓拍照片、车身信息和正常行驶通过的车道号信息实时发送到后台道路交通指挥控制中心。
所述的路口机动车车道的上方还设置有与智能高清相机连接的补光灯,补光灯的开闭由智能高清相机控制,采用时间控制法或自适应控制法;所述的时间控制法是在预先设置的时间到来时,智能高清相机自动打开或关闭补光灯;所述的自适应控制法是利用智能高清相机嵌入的机器视觉算法对监控区域的亮度进行检测,在亮度低于最低设定亮度值时,打开补光灯,在亮度高于最高设定亮度值时,关闭补光灯。
所述的智能高清相机包括有200万像素的智能高清相机和500万像素的智能高清相机。
所述的智能高清相机可对交通信号灯的红灯信号进行采集,然后通过机器视觉算法处理并对闯红灯行为进行抓拍;所述的智能高清相机可对路口虚拟线圈范围内行驶车辆的图像进行采集并通过机器视觉算法处理得出车辆行驶信息,并根据不同的行驶信息进行抓拍。
所述的路口的网络硬盘录像机和路口的工控机均通过网络交换机与智能高清相机连接进行信息传输。
6、根据权利要求5所述的一种多功能路口交通信息采集方法,其特征在于:路口的网络硬盘录像机和路口的工控机均依次通过网络交换机、光纤收发器或3G无线路由器与后台道路交通指挥控制中心连接进行信息传输。
所述的步骤(2)中的车身信息包括有机动车的车牌号、车型和车体颜色信息;所述的违章信息包括有违章类型、路口名称、行驶方向、车道号、车道方向、照片序号、照片抓拍时间和红灯信号周期时间信息;所述的正常行驶通过的车道号信息包括有路口名称、行驶方向、车道号、车道方向和照片抓拍时间信息。
所述的工控机的本地机动车通过信息数据库按设定的时间段,对通过路口各个方向的机动车数量进行统计,得到路口各个方向的车流量数据,所述的车流量数据实时传送回后台道路交通指挥控制中心或传送给本地路口的交通信号控制系统。
所述的路口机动车车道的上方设置有立杆横臂,所述的立杆横臂上设置有防护罩和所述的补光灯,所述的智能高清相机、车辆检测器和红灯检测器设置于防护罩内。
本发明的优点:
(1)、本发明具备多种路口交通信息采集功能,包括机动车违章检测与抓拍,路口交通实时视频采集,机动车通过记录与抓拍以及机动车车流量统计,实现“一机多用”; 
(2)、本发明在对机动车违章过程进行检测和抓拍时,可以对机动车在路口常见的“闯红灯行驶”、“不按规定车道行驶”、“骑压车道线行驶”、“逆向行驶”和“超速行驶”违章行为进行自动检测和自动抓拍; 
(3)、本发明将需要进行大量运算的机器视觉技术和计算机图像处理技术做了合理的分配,智能高清相机基于机器视觉技术对包含机动车动态信息的视频流进行处理,负责监控区域的视频流的采集、编码,同时完成监控区域内机动车的检测和行驶行为分析,判别机动车是否违章行驶;路口的工控机基于计算机图像处理技术对包含机动车静态信息的图片进行处理,负责处理路口各智能高清相机抓拍的照片,从中提取出机动车的车牌号、车型、车体颜色,并为抓拍照片叠加防篡改水印;
(4)、本发明可以代替路口原先安装的路口电子警察系统、道路交通视频监控系统、道路交通治安卡口系统和机动车车流量信息采集系统,节省大量道路交通建设时的设备投资,缩短道路交通建设的施工周期;
(5)、本发明使道路交口的各种交通信息采集设备高度集成,提高路口交通信息采集系统的可靠性和稳定性,降低系统工作时的运营维护成本;
(6)、本发明的路口交通信息采集方法既可以单路口独立使用,也可以与道路交通指挥控制中心联网使用,提高路口交通信息采集方法的使用灵活性。
附图说明
图1是本发明的硬件结构框图。
具体实施方式
一种多功能路口交通信息采集方法,包括有机动车信息检测采集和机动车信息处理管理步骤,具体步骤如下:
(1)、机动车信息检测采集:
路口机动车车道的上方设置有立杆横臂,立杆横臂上设置有防护罩和补光灯4,防护罩内设置有智能高清相机1(包括有200万像素的智能高清相机和500万像素二种,200万像素的智能高清相机用于监控面积包含1至2个车道的区域,500万像素的智能高清相机用于监控面积包含3至4个车道的区域,保证采集的监控视频流和抓拍的监控照片有足够的清晰度)、车辆检测器2和红灯检测器3,且补光灯4与智能高清相机1连接,车辆检测器3的线圈5埋设在路口的路面上;补光灯4的开闭由智能高清相机1控制,采用时间控制法或自适应控制法;时间控制法是在预先设置的时间到来时,智能高清相机1自动打开或关闭补光灯4;自适应控制法是利用智能高清相机1嵌入的机器视觉算法对监控区域的亮度进行检测,在亮度低于最低设定亮度值时,打开补光灯4,在亮度高于最高设定亮度值时,关闭补光灯4;
智能高清相机1工作时,一方面实时采集监控区域内的视频,编码后传送到路口的网络硬盘录像机8内存储,另一方面对监控区域内出现的机动车进行检测和分析;检测和分析的具体步骤如下:
a、在红灯信号期间,红灯检测器2检测到出现的机动车发生闯红灯行驶行为时,红灯检测器2触发智能高清相机1对闯红灯行驶过程自动抓拍三张照片,并传送到路口的工控机9;同时智能高清相机1对交通信号灯7的红灯信号进行采集,然后通过机器视觉算法处理并对闯红灯行为进行抓拍;
b、在绿灯信号或黄灯信号期间,车辆检测器的线圈5检测到机动车不按车道规定方向行驶时,车辆检测器3触发智能高清相机1对不按规定车道行驶过程自动抓拍三张照片,并传送到路口的工控机9;
c、若机动车正常行驶通过路口,智能高清相机1对驶过的机动车抓拍一张照片,并传送到路口的工控机9;
d、在机动车驶过路口时,智能高清相机1采集视频图像并检测机动车是否“骑压车道线”,若有,则对机动车“骑压车道线行驶”过程自动抓拍三张照片,并传送到路口的工控机9;
e、若机动车在路口逆向行驶,并进入智能高清相机1的监控区域内,智能高清相机对机动车“逆向行驶”过程自动抓拍三张照片,并传送到路口的工控机9;
f、在机动车驶过路口时,车辆检测器3检测到机动车超速驾驶时,车辆检测器触发智能高清相机1对超速行驶车辆自动抓拍三张照片,并将超速信息与抓拍的机动车照片一起传送到路口的工控机9;
g、智能高清相机1可对路口虚拟线圈6范围内行驶车辆的图像进行采集并通过机器视觉算法处理得出车辆行驶信息,并根据不同的行驶信息进行抓拍,然后传输到路口的工控机9;
上述的路口的网络硬盘录像机8和路口的工控机9均通过网络交换机10与智能高清相机1连接进行信息传输;
(2)、机动车信息处理管理:
路口的工控机9工作时,接收智能高清相机1传来的抓拍照片和信息,并对照片进行以下后处理:
a、若是机动车违章被抓拍的照片,首先将一个违章过程中抓拍的三张连续照片编为一组,然后基于计算机图像智能处理技术,从第2张抓拍照片上提取违章机动车的车身信息(包括有机动车的车牌号、车型和车体颜色信息),并在一组的三张照片上均叠加车身信息的防篡改水印,并把机动车违章信息(包括有违章类型、路口名称、行驶方向、车道号、车道方向、照片序号、照片抓拍时间和红灯信号周期时间信息)叠印在一组的三张照片上,同时把处理后的抓拍照片、车身信息和违章信息分类保存在本地机动车通过信息数据库中,最后把处理后的抓拍照片、车身信息和违章信息实时发送到后台道路交通指挥控制中心;
b、若是正常行驶机动车被抓拍的照片,首先基于计算机图像智能处理技术,从抓拍照片上提取通过的机动车的车身信息(包括有机动车的车牌号、车型和车体颜色信息),并在抓拍照片上叠加车身信息的防篡改水印,同时将正常行驶过车道的信息(路口名称、行驶方向、车道号、车道方向和照片抓拍时间信息)叠印在抓拍照片上,然后处理后的抓拍照片、车身信息和正常行驶过车道的信息分类保存在本地机动车通过信息数据库中,最后把处理后的抓拍照片、车身信息和正常行驶过车道的信息实时发送到后台道路交通指挥控制中心。
其中,上述路口的网络硬盘录像机8和路口的工控机9均依次通过网络交换机10、光纤收发器或3G无线路由器11与后台道路交通指挥控制中心12连接进行信息传输;
上述的工控机的本地机动车通过信息数据库按设定的时间段,对通过路口各个方向的机动车数量进行统计,得到路口各个方向的车流量数据,车流量数据实时传送回后台道路交通指挥控制中12心或传送给本地路口的交通信号控制系统。

Claims (9)

1.一种多功能路口交通信息采集方法,其特征在于:包括有机动车信息检测采集和机动车信息处理管理步骤,具体步骤如下:
(1)、机动车信息检测采集:
路口机动车车道的上方设置有智能高清相机、分别与智能高清相机连接的车辆检测器和红灯检测器,车辆检测器的线圈埋设在路口的路面上,智能高清相机工作时,一方面实时采集监控区域内的视频,编码后传送到路口的网络硬盘录像机内存储,另一方面对监控区域内出现的机动车进行检测和分析;检测和分析的具体步骤如下:
a、在红灯信号期间,红灯检测器检测到出现的机动车发生闯红灯行驶行为时,红灯检测器触发智能高清相机对闯红灯行驶过程自动抓拍三张照片,并传送到路口的工控机;
b、在绿灯信号或黄灯信号期间,车辆检测器的线圈检测到机动车不按车道规定方向行驶时,车辆检测器触发智能高清相机对不按规定车道行驶过程自动抓拍三张照片,并传送到路口的工控机;
c、若机动车正常行驶通过路口,智能高清相机对驶过的机动车抓拍一张照片,并传送到路口的工控机;
d、在机动车驶过路口时,智能高清相机采集视频图像并检测机动车是否“骑压车道线”,若有,则对机动车“骑压车道线行驶”过程自动抓拍三张照片,并传送到路口的工控机;
e、若机动车在路口逆向行驶,并进入智能高清相机的监控区域内,智能高清相机对机动车“逆向行驶”过程自动抓拍三张照片,并传送到路口的工控机;
f、在机动车驶过路口时,车辆检测器检测到机动车超速驾驶时,车辆检测器触发智能高清相机对超速行驶车辆自动抓拍三张照片,并将超速信息与抓拍的机动车照片一起传送到路口的工控机;
(2)、机动车信息处理管理:
路口的工控机工作时,接收智能高清相机传来的抓拍照片和信息,并对照片进行以下后处理:
a、若是机动车违章被抓拍的照片,首先将一个违章过程中抓拍的三张连续照片编为一组,然后基于计算机图像智能处理技术,从第2张抓拍照片上提取违章机动车的车身信息,并在一组的三张照片上均叠加车身信息的防篡改水印,并把机动车违章信息叠印在一组的三张照片上,同时把处理后的抓拍照片、车身信息和违章信息分类保存在本地机动车通过信息数据库中,最后把处理后的抓拍照片、车身信息和违章信息实时发送到后台道路交通指挥控制中心;
b、若是正常行驶机动车被抓拍的照片,首先基于计算机图像智能处理技术,从抓拍照片上提取通过的机动车的车身信息,并在抓拍照片上叠加车身信息的防篡改水印,同时将正常行驶通过的车道号信息叠印在抓拍照片上,然后处理后的抓拍照片、车身信息和正常行驶通过的车道号信息分类保存在本地机动车通过信息数据库中,最后把处理后的抓拍照片、车身信息和正常行驶通过的车道号信息实时发送到后台道路交通指挥控制中心。
2.根据权利要求1所述的一种多功能路口交通信息采集方法,其特征在于:所述的路口机动车车道的上方还设置有与智能高清相机连接的补光灯,补光灯的开闭由智能高清相机控制,采用时间控制法或自适应控制法;所述的时间控制法是在预先设置的时间到来时,智能高清相机自动打开或关闭补光灯;所述的自适应控制法是利用智能高清相机嵌入的机器视觉算法对监控区域的亮度进行检测,在亮度低于最低设定亮度值时,打开补光灯,在亮度高于最高设定亮度值时,关闭补光灯。
3.根据权利要求1所述的一种多功能路口交通信息采集方法,其特征在于:所述的智能高清相机包括有200万像素的智能高清相机和500万像素的智能高清相机。
4.根据权利要求1所述的一种多功能路口交通信息采集方法,其特征在于:所述的智能高清相机可对交通信号灯的红灯信号进行采集,然后通过机器视觉算法处理并对闯红灯行为进行抓拍;所述的智能高清相机可对路口虚拟线圈范围内行驶车辆的图像进行采集并通过机器视觉算法处理得出车辆行驶信息,并根据不同的行驶信息进行抓拍。
5.根据权利要求1所述的一种多功能路口交通信息采集方法,其特征在于:所述的路口的网络硬盘录像机和路口的工控机均通过网络交换机与智能高清相机连接进行信息传输。
6.根据权利要求5所述的一种多功能路口交通信息采集方法,其特征在于:路口的网络硬盘录像机和路口的工控机均依次通过网络交换机、光纤收发器或3G无线路由器与后台道路交通指挥控制中心连接进行信息传输。
7.根据权利要求1所述的一种多功能路口交通信息采集方法,其特征在于:所述的步骤(2)中的车身信息包括有机动车的车牌号、车型和车体颜色信息;所述的违章信息包括有违章类型、路口名称、行驶方向、车道号、车道方向、照片序号、照片抓拍时间和红灯信号周期时间信息;所述的正常行驶通过的车道号信息包括有路口名称、行驶方向、车道号、车道方向和照片抓拍时间信息。
8.根据权利要求1所述的一种多功能路口交通信息采集方法,其特征在于:所述的工控机的本地机动车通过信息数据库按设定的时间段,对通过路口各个方向的机动车数量进行统计,得到路口各个方向的车流量数据,所述的车流量数据实时传送回后台道路交通指挥控制中心或传送给本地路口的交通信号控制系统。
9.根据权利要求2所述的一种多功能路口交通信息采集方法,其特征在于:所述的路口机动车车道的上方设置有立杆横臂,所述的立杆横臂上设置有防护罩和所述的补光灯,所述的智能高清相机、车辆检测器和红灯检测器设置于防护罩内。
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