CN103886763B - 一种利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照方法及系统，通过视频跟踪技术判断车辆是否进入第一识别区或第二识别区，当车辆前后进入两个识别区之后根据两个识别区之间的距离以及车辆到达两个识别区的时间得到车辆的速度，将车辆速度与限速值相比判断车辆是否超速行驶。本发明中采用视频跟踪技术的来实现具有更高的准确性和实时性。另外，本发明中的上述方法和系统除了能够对超速行驶的车辆进行拍照，还能够对异常停车的车辆进行快速准确的检测，系统功能更加强大，而且上述功能可以借助于超速违法行为拍照系统中的视频跟踪单元来实现，提高了超速违法行为拍照系统的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及智能交通技术领域，具体是一种利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照方法及系统。
背景技术
为了规范行车秩序，预防和减少交通事故，交通管理部门在经常因超速导致交通事故的路段设置了超速拍照系统，也就是通常所说的“电子警察”，用于有效遏制超速导致的交通事故。如何充分发挥超速拍照装置一机多能的作用，在拍照超速违法行为的同时也能快速发现道路上因雨雪、积水、事故、违法行为等导致的异常停车，已成为交通管理部门亟待解决的问题。
现有专利文献CN101697254A公开了一种兼有交通拥堵报警及超速拍照功能的电子警察及运行方法，根据车辆检测器是否出现被连续占用的情况进行拥堵报警，并对超速车辆自动拍照。系统组成除了包括超速自动拍照电子警察通常所具有的两个相邻的车辆检测器、具有车辆检测器信号输入接口的分析处理模块、图像采集设备、通讯线路等部分外，还增加了一个速度输出接口、一个交通拥堵报警信号信息输出接口、一个速度显示屏，以及一个与速度测算程序同时运行于分析处理模块的交通拥堵分析程序。基本原理是：①当道路交通正常时，设置在道路上的车辆检测器应该是被间歇性占用的，车速越快则车辆对车辆检测器的占用时间越短、车速越慢则占用时间越长。而一旦出现了本不应该出现的某一辆车长时间连续占用车辆检测器的情况，即说明该路段此时发生了交通异常。
上述技术方案中存在以下问题：1、必须设置两个固定位置的两个检测器；2、异常停车的车辆，必须停在检测器上；3、拥堵排队车辆必须排到检测器上。因此，上述系统在实际应用时其实时性及准确性都不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中的超车违法行为拍照系统，准确性和实时性差，从而提供一种能够快速发现异常停车的利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照方法，包括如下步骤：
S1：对进入视频跟踪范围内的每一车辆进行连续跟踪，实时获取每一车辆的位置信息和状态信息，所述状态信息包括停止状态和行驶状态；
A：判断视频跟踪范围内的车辆是否为停止状态，若否则进入步骤S2，是则进入步骤B；
B：判断处于停止状态的车辆行驶方向正前方紧邻的车辆是否为停止状态，若是则返回步骤S1，否则进入步骤C；
C：发送报警信息至监控中心，提示该处于停止状态的车辆为异常停车；
S2：判断是否有车辆的当前位置位于第一识别区，若是则记录该车辆到达第一识别区的第一时刻并抓拍该车辆的第一张图像；
S3：判断该车辆的当前位置是否位于第二识别区，若是则记录该车辆到达第二识别区的第二时刻；否则返回所述步骤S1；
S4：根据第一识别区和第二识别区间的距离以及第一时刻和第二时刻之间的时间差，获得车辆速度；
S5：判断车辆速度是否超过规定的限速值，若是则进入步骤S6，否则返回步骤S1；
S6：抓拍该车辆的第二张图像；
S7：发送报警信息至监控中心，提示该车辆超速行驶，并将所述第一张图像和所述第二张图像发送至监控中心作为惩罚依据。
所述步骤B中：停止车辆正前方紧邻车辆与停止车辆之间的距离不超过距离阈值L米，其中L≤20。
所述步骤C中，当停止车辆正前方紧邻车辆不是停止状态，且该车辆停止的时间超过判断阈值T时，发出报警信息至监控中心。
所述判断阈值T大于或等于3秒钟。
本发明还提供一种利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照系统，包括：
视频跟踪单元，用于对进入视频跟踪范围内的每一车辆进行连续跟踪，实时获取每一车辆的位置信息和状态信息，所述状态信息包括停止状态和行驶状态；
车辆状态判断单元，用于判断视频跟踪范围内的车辆是否为停止状态；
异常停车判断单元，用于在所述车辆状态判断单元判断有车辆为停止状态时判断处于停止状态的车辆行驶方向正前方紧邻的车辆是否为停止状态；
异常停车报警单元，用于在处于停止状态的车辆行驶方向正前方紧邻的车辆不是停止状态时则发送报警信息至监控中心，提示该处于停止状态的车辆为异常停车；
第一位置判断单元，用于判断是否有车辆的当前位置位于第一识别区；第一图像采集单元，用于在所述第一位置判断单元判断车辆到达第一识别区的第一时刻并抓拍该车辆的第一张图像；
第二判断单元，用于判断该车辆的当前位置是否位于第二识别区，并记录该车辆到达第二识别区的第二时刻；
速度获取单元，用于根据第一识别区和第二识别区间的距离以及第一时刻和第二时刻之间的时间差，获得车辆速度；
超速判断单元，用于判断车辆速度是否超过规定的限速值；
第二图像采集单元，用于在所述超速判断单元判断该车辆速度超过规定的限速值时抓拍该车辆的第二张图像；
超速报警单元，用于发送报警信息至监控中心，提示该车辆超速行驶，并将所述第一张图像和所述第二张图像发送至监控中心作为惩罚依据。
所述异常停车判断单元中，停止车辆正前方紧邻车辆与停止车辆之间的距离不超过距离阈值L米，其中L≤20。
所述异常停车报警单元中，设定当停止车辆正前方紧邻车辆不是停止状态，且该车辆停止的时间超过判断阈值T时，发出报警信息至监控中心。
所述异常停车报警单元中，设定所述判断阈值T大于或等于3秒钟。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明所述的利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照方法及系统，通过视频跟踪技术判断车辆是否进入第一识别区或第二识别区，当车辆前后进入两个识别区之后根据两个识别区之间的距离以及车辆到达两个识别区的时间得到车辆的速度，将车辆速度与限速值相比判断车辆是否超速行驶。本发明中采用视频跟踪技术的来实现具有更高的准确性和实时性。另外，本发明中的上述方法和系统除了能够对超速行驶的车辆进行拍照，还能够对异常停车的车辆进行快速准确的检测，系统功能更加强大，而且上述功能可以借助于超速违法行为拍照系统中的视频跟踪单元来实现，提高了超速违法行为拍照系统的利用率。
(2)本发明所述的利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照方法及系统，在判断车辆是否异常停车时，设定了判断阈值T。通过设置判断阈值可以避免车辆一停车就被判断为异常停车的情况出现，进一步提高了系统的准确性。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，
图1是本发明一个实施例所述利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照方法的流程图；
图2是本发明一个实施例所述利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照方法的流程图；
图3是本发明一个实施例所述利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照系统的原理框图；
图4是本发明一个实施例所述利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照系统的原理框图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：对进入视频跟踪范围内的每一车辆进行连续跟踪，实时获取每一车辆的位置信息和状态信息，所述状态信息包括停止状态和行驶状态。
S2：判断是否有车辆的当前位置位于第一识别区，若是则记录该车辆到达第一识别区的第一时刻并抓拍该车辆的第一张图像。
S3：判断该车辆的当前位置是否位于第二识别区，若是则记录该车辆到达第二识别区的第二时刻；否则返回所述步骤S1。
S4：根据第一识别区和第二识别区间的距离以及第一时刻和第二时刻之间的时间差，获得车辆速度。
S5：判断车辆速度是否超过规定的限速值，若是则进入步骤S6，否则返回步骤S1。
S6：抓拍该车辆的第二张图像。
S7：发送报警信息至监控中心，提示该车辆超速行驶，并将所述第一张图像和所述第二张图像发送至监控中心作为惩罚依据。
本实施例中，采用视频跟踪技术对进入视频跟踪范围内的车辆进行连续跟踪，是现有技术中常用的手段。作为一种实现方法，视频跟踪结果可以看做一个平面坐标系，其横轴为x轴，纵轴为y轴。对于该视频画面内的每一个位置点来说都可以确定其位置。而进入视频跟踪范围内的每一辆车，被连续跟踪后，可以视为一个矩形框，矩形框的中心所对应的x、y值可以作为确定其在视频画面中位置的依据。为了将不同车辆进行区分，还可以为每一辆车设置一编号。例如，编号001、002、003……。因此，每一个时刻，都能够准确得知每一个编号的车辆在视频画面内的具体位置。而在视频监控画面中也会明确给出第一识别区和第二识别区所在的位置，因此一旦某一车辆的位置坐标落入到第一识别区或者第二识别区的所在的坐标范围内，便可以立即得出该车辆进入了识别区。采用视频跟踪技术对判断车辆是否进入识别区与现有技术中的虚拟线圈的检测技术相比，具有更高的准确性和实时性。
进一步地，如图2所示，所述步骤S1和所述步骤S2之间还包括如下步骤：
A：判断视频跟踪范围内的车辆是否为停止状态，若否则进入步骤S2，是则进入步骤B；
B：判断处于停止状态的车辆行驶方向正前方紧邻的车辆是否为停止状态，若是则返回步骤S1，否则进入步骤C；
C：发送报警信息至监控中心，提示该处于停止状态的车辆为异常停车。
采用视频跟踪技术，当连续两帧或几帧数据中某一车辆的位置均未发生变化，则可以认定该车辆处于停止状态。利用连续跟踪技术，实时监测到进入到视频跟踪范围内的车辆是正常行驶还是处于停止状态。当车辆处于停止状态时，立即判断车辆正前方的车辆是否处于停止状态，如果车辆的正前方紧邻的车辆没有停止状态的，则说明该车辆为异常停车。便向监控中心发送车辆非正常停车的报警信息。因此，一旦在视频跟踪单元的跟踪范围内出现车辆异常停车，监控中心便可以及时、快速地检测到。从而可以合理安排措施，避免由于该车辆异常停车带来交通拥堵。这就使超速违法行为拍照系统除了能够获得通过超速车辆的超速证据，还能够对在道路上异常停车的车辆进行快速准确的检测，丰富了系统的功能，而且上述功能可以借助于超速违法行为拍照系统中的视频跟踪技术来实现，提高了视频跟踪单元的利用率。
优选地，所述步骤B中：停止车辆正前方紧邻车辆与停止车辆之间的距离不超过距离阈值L米，其中L≤20。所述距离阈值可以为1米，3米，5米，10米，20米等。也就是说如果在停止车辆前方与停止车辆紧邻的位置L处有车辆处于停止状态，则说明该车辆不属于异常停车。该距离阈值L可依据不同路段条件进行设定。
进一步地，设定报警阈值T，当停止车辆正前方紧邻车辆不是停止状态，且该车辆停止的时间超过所述判断阈值T时，发出报警信息至监控中心。所述判断阈值T大于或等于3秒钟，可以选择5秒、10秒等。通过设置判断阈值可以避免车辆一停车就被判断为异常停车的情况出现，进一步提高了系统的准确性。
实施例2
本实施例提供一种利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照系统，如图3所示包括：
视频跟踪单元，用于对进入视频跟踪范围内的每一车辆进行连续跟踪，实时获取每一车辆的位置信息和状态信息，所述状态信息包括停止状态和行驶状态。
第一位置判断单元，用于判断是否有车辆的当前位置位于第一识别区。
第一图像采集单元，用于在所述第一位置判断单元判断车辆到达第一识别区的第一时刻并抓拍该车辆的第一张图像。
第二判断单元，用于判断该车辆的当前位置是否位于第二识别区，并记录该车辆到达第二识别区的第二时刻。
速度获取单元，用于根据第一识别区和第二识别区间的距离以及第一时刻和第二时刻之间的时间差，获得车辆速度。
超速判断单元，用于判断车辆速度是否超过规定的限速值。
第二图像采集单元，用于在所述超速判断单元判断该车辆速度超过规定的限速值时抓拍该车辆的第二张图像。
超速报警单元，用于发送报警信息至监控中心，提示该车辆超速行驶，并将所述第一张图像和所述第二张图像发送至监控中心作为惩罚依据。
本实施例中，采用视频跟踪技术对进入视频跟踪范围内的车辆进行连续跟踪，是现有技术中常用的手段。作为一种实现方法，视频跟踪结果可以看做一个平面坐标系，其横轴为x轴，纵轴为y轴。对于该视频画面内的每一个位置点来说都可以确定其位置。而进入视频跟踪范围内的每一辆车，被连续跟踪后，可以视为一个矩形框，矩形框的中心所对应的x、y值可以作为确定其在视频画面中位置的依据。为了将不同车辆进行区分，还可以为每一辆车设置一编号。例如，编号001、002、003……。因此，每一个时刻，都能够准确得知每一个编号的车辆在视频画面内的具体位置。而在视频监控画面中也会明确给出第一识别区和第二识别区所在的位置，因此一旦某一车辆的位置坐标落入到第一识别区或者第二识别区的所在的坐标范围内，便可以立即得出该车辆进入了识别区。采用视频跟踪技术对判断车辆是否进入识别区与现有技术中的虚拟线圈的检测技术相比，具有更高的准确性和实时性。
进一步地，如图4所示，本实施例中的上述系统还包括车辆状态判断单元，用于判断视频跟踪范围内的车辆是否为停止状态。
异常停车判断单元，用于在所述车辆状态判断单元判断有车辆为停止状态时判断处于停止状态的车辆行驶方向正前方紧邻的车辆是否为停止状态。
异常停车报警单元，用于在处于停止状态的车辆行驶方向正前方紧邻的车辆不是停止状态时则发送报警信息至监控中心，提示该处于停止状态的车辆为异常停车。
采用视频跟踪技术，当连续两帧或几帧数据中某一车辆的位置均未发生变化，则可以认定该车辆处于停止状态。利用连续跟踪技术，实时监测到进入到视频跟踪范围内的车辆是正常行驶还是处于停止状态。当车辆处于停止状态时，立即判断车辆正前方的车辆是否处于停止状态，如果车辆的正前方紧邻的车辆没有停止状态的，则说明该车辆为异常停车。便向监控中心发送车辆非正常停车的报警信息。因此，一旦在视频跟踪单元的跟踪范围内出现车辆异常停车，监控中心便可以及时、快速地检测到。从而可以快速调警，避免由于该车辆异常停车导致的交通拥堵。这就使超速违法行为拍照系统除了能够获得超速车辆的超速违法证据，还能够对在道路上异常停车的车辆进行快速准确的检测，丰富了系统的功能，而且上述功能可以借助于超速违法行为拍照系统中的视频跟踪技术来实现，提高了视频跟踪单元的利用率。
优选地，所述异常停车判断单元中，停止车辆正前方紧邻车辆与停止车辆之间的距离不超过距离阈值L米，其中L≤20。所述距离阈值可以为1米，3米，5米，10米，20米等。也就是说如果在停止车辆前方与停止车辆紧邻的位置L米以外的车辆处于停止状态，则说明该车辆不属于异常停车。该距离阈值可依据不同路段上条件进行设定。
进一步优选地，本实施例中所述异常停车报警单元中，设定当停止车辆正前方紧邻车辆不是停止状态，且该车辆停止的时间超过判断阈值T时，发出报警信息至监控中心。所述判断阈值T大于或等于3秒钟，可以选择5秒、10秒等。通过设置判断阈值可以避免车辆一停车就被判断为异常停车的情况出现，进一步提高了系统的准确性。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
Claims (8)
1.一种利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：对进入视频跟踪范围内的每一车辆进行连续跟踪，实时获取每一车辆的位置信息和状态信息，所述状态信息包括停止状态和行驶状态；
A：判断视频跟踪范围内的车辆是否为停止状态，若否则进入步骤S2，是则进入步骤B；
B：判断处于停止状态的车辆行驶方向正前方紧邻的车辆是否为停止状态，若是则返回步骤S1，否则进入步骤C；
C：发送报警信息至监控中心，提示该处于停止状态的车辆为异常停车；
S2：判断是否有车辆的当前位置位于第一识别区，若是则记录该车辆到达第一识别区的第一时刻并抓拍该车辆的第一张图像；
S3：判断该车辆的当前位置是否位于第二识别区，若是则记录该车辆到达第二识别区的第二时刻；否则返回所述步骤S1；
S4：根据第一识别区和第二识别区间的距离以及第一时刻和第二时刻之间的时间差，获得车辆速度；
S5：判断车辆速度是否超过规定的限速值，若是则进入步骤S6，否则返回步骤S1；
S6：抓拍该车辆的第二张图像；
S7：发送报警信息至监控中心，提示该车辆超速行驶，并将所述第一张图像和所述第二张图像发送至监控中心作为惩罚依据。
2.根据权利要求1所述的利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照方法，其特征在于，所述步骤B中：
停止车辆正前方紧邻车辆与停止车辆之间的距离不超过距离阈值L米，其中L≤20。
3.根据权利要求1或2所述的利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照方法，其特征在于，所述步骤C中，当停止车辆正前方紧邻车辆不是停止状态，且该车辆停止的时间超过判断阈值T时，发出报警信息至监控中心。
4.根据权利要求3所述的利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照方法，其特征在于：所述判断阈值T大于或等于3秒钟。
5.一种利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照系统，其特征在于，包括：
视频跟踪单元，用于对进入视频跟踪范围内的每一车辆进行连续跟踪，实时获取每一车辆的位置信息和状态信息，所述状态信息包括停止状态和行驶状态；
车辆状态判断单元，用于判断视频跟踪范围内的车辆是否为停止状态；
异常停车判断单元，用于在所述车辆状态判断单元判断有车辆为停止状态时判断处于停止状态的车辆行驶方向正前方紧邻的车辆是否为停止状态；
异常停车报警单元，用于在处于停止状态的车辆行驶方向正前方紧邻的车辆不是停止状态时则发送报警信息至监控中心，提示该处于停止状态的车辆为异常停车；
第一位置判断单元，用于判断是否有车辆的当前位置位于第一识别区；
第一图像采集单元，用于在所述第一位置判断单元判断车辆到达第一识别区的第一时刻抓拍该车辆的第一张图像；
第二判断单元，用于判断该车辆的当前位置是否位于第二识别区，并记录该车辆到达第二识别区的第二时刻；
速度获取单元，用于根据第一识别区和第二识别区间的距离以及第一时刻和第二时刻之间的时间差，获得车辆速度；
超速判断单元，用于判断车辆速度是否超过规定的限速值；
第二图像采集单元，用于在所述超速判断单元判断该车辆速度超过规定的限速值时抓拍该车辆的第二张图像；
超速报警单元，用于发送报警信息至监控中心，提示该车辆超速行驶，并将所述第一张图像和所述第二张图像发送至监控中心作为惩罚依据。
6.根据权利要求5所述利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照系统，其特征在于，所述异常停车判断单元中，停止车辆正前方紧邻车辆与停止车辆之间的距离不超过距离阈值L米，其中L≤20。
7.根据权利要求5或6所述利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照系统，其特征在于，所述异常停车报警单元中，设定当停止车辆正前方紧邻车辆不是停止状态，且该车辆停止的时间超过判断阈值T时，发出报警信息至监控中心。
8.根据权利要求7所述利用视频跟踪技术实现超速违法行为拍照系统，其特征在于，所述异常停车报警单元中，设定所述判断阈值T大于或等于3秒钟。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 100043 Beijing city Shijingshan District Fushilu No. 165 Chinese China recorded 9 storey building Applicant after: Beijing E-Hualu Information Technology Co., Ltd. Applicant after: Jiang Tingshun Address before: 116011 No. 45 Xinhua Street, Xigang District, Liaoning, Dalian Applicant before: Jiang Tingshun Applicant before: Beijing E-Hualu Information Technology Co., Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Di Zhanqiang Inventor after: Song Yan Inventor after: Wang Ruifeng Inventor after: Zhu Hongge Inventor after: Long Feiyue Inventor after: Xue Chunfeng Inventor after: Zhang Yi Inventor after: Xia Xiaojing Inventor after: Han Weili Inventor before: Jiang Tingshun Inventor before: He Jianwei Inventor before: Lin Yongjun Inventor before: Li Yandong Inventor before: Li Yinghong Inventor before: Li Zhanhong |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180111 Address after: Room 1001, room 1, courtyard No. 165, Fushi Road, Beijing, Beijing Patentee after: Beijing E-Hualu Information Technology Co., Ltd. Address before: 100043 Beijing city Shijingshan District Fushilu No. 165 Chinese China recorded 9 storey building Co-patentee before: Jiang Tingshun Patentee before: Beijing E-Hualu Information Technology Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |