CN104361747B - 机动车斑马线未礼让行人自动抓拍的识别方法 - Google Patents

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本发明涉及一种机动车斑马线未礼让行人自动抓拍系统与识别方法，所述自动抓拍系统包括下述子系统：系统管理子系统，用于配置和管理机动车斑马线未礼让行人的自动抓拍；图像采集子系统，用于采集斑马线和机动车道区域的图像数据；违章抓拍子系统，在斑马线区域对未礼让行人的机动车进行抓拍和取证；数据存储子系统，用于保存原始图像及抓拍的违章图像和视频；网络传输子系统，用于将抓拍的图像和视频数据上传至交警平台或服务器。本发明中提出了基于车头抓拍的识别方法，除了可以抓拍直行未礼让行人的机动车，还可以抓拍转弯时未礼让行人的机动车；而且，由于是采用车头抓拍的方式，抓拍的图像中机动车与行人的位置关系明确，不存在遮挡问题。

Description

机动车斑马线未礼让行人自动抓拍的识别方法
技术领域
本发明属于智能交通监控领域，具体地说是涉及一种机动车斑马线未礼让行人自动抓拍系统与识别方法。
背景技术
随着人民生活水平的不断提高，机动车的保有量逐年增加，人、车、路的矛盾日益突出，文明参与交通的要求显得非常迫切。按照《道路交通安全法》规定，在斑马线区域行人拥有优先通行权，机动车行驶至附近需主动停下来礼让行人。遗憾的是，现实中，很多机动车在斑马线前不减速、不礼让，机动车与行人争抢极易引发交通事故。因此，交管部门除了加大宣传和巡逻力度外，还需采用电子警察来对违章的机动车进行抓拍和处罚，从而纠正驾驶员的不良行为。
中国专利CN201210040225提供了一种机动车斑马线不礼让行人行为抓拍系统及其方法，可以无需人力成本并自动地对机动车不理让行人的违规违章行为进行取证。该系统中采用两个摄像机分别采集斑马线上的行人图像和经过斑马线的机动车道上的机动车图像，然后由行人检测单元检测斑马线上的行人，机动车检测与抓拍单元检测机动车，当检测到有机动车位于斑马线上，并且行人检测单元检测到的行人人数大于预定门限时，系统开始抓拍违章图像。该系统存在以下几个不足：
（1）通过两个摄像机来采集图像，增加了系统的安装和维护成本；
（2）由于同时要处理两个摄像机采集的图像数据，算法耗时较高，而且对系统硬件的要求也较高；
（3）机动车图像采集单元中摄像机是按照机动车驶离的方向安装的（即车尾抓拍），因此抓拍的图像中机动车较小，而且，由于视角关系，当摄像机安装高度较低时，系统抓拍的取证图像中容易出现机动车遮挡行人的问题；
（4）抓拍依据不够充分，没有考虑到机动车与行人的位置关系和所在的车道关系，因此，抓拍的图像中机动车与行人的位置关系不明确，容易引起争议。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种机动车斑马线未礼让行人自动抓拍系统与识别方法。不仅可以抓拍直行未礼让行人的机动车，还可以抓拍转弯时未礼让行人的机动车，解决了现有技术中对转弯时未礼让行人的机动车难以抓拍的问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种机动车斑马线未礼让行人自动抓拍系统，所述自动抓拍系统包括下述子系统：
系统管理子系统，用于配置和管理机动车斑马线未礼让行人的自动抓拍；
图像采集子系统，用于采集斑马线和机动车道区域的图像数据；
违章抓拍子系统，在斑马线区域对未礼让行人的机动车进行抓拍和取证；
数据存储子系统，用于保存原始图像及抓拍的违章图像和视频；
网络传输子系统，用于将抓拍的图像和视频数据上传至交警平台或服务器。
作为优选，所述图像采集子系统中采用了一台摄像机进行图像采集，所述摄像机正对着机动车驶入的方向安装。摄像机逆机动车行驶方向设置，视野清晰，抓拍的图像中机动车与行人的位置关系明确，不存在遮挡问题；而且机动车在成像中图像越来越大，违法证据充分，处罚不存在争议。
作为优选，所述摄像机采用高清摄像机。
作为优选，所述违章抓拍子系统包括以下子单元：
机动车识别子单元，用于检测是否有机动车驶入斑马线区域；
行人识别子单元，用于检测斑马线区域是否存在行人，当斑马线区域检测到行人后，进一步计算行人的移动方向；
违法行为识别子单元，用于识别在斑马线区域是否存在机动车未礼让行人的行为；
抓拍取证子单元，用于违法行为的抓拍取证，若检测到机动车斑马线未礼让行人，从图像采集子系统中至少提取出包括车辆特写图在内的四张取证图像及违章过程视频。
作为优选，所述机动车识别子单元还包括以下子单元：
机动车检测子单元，用于检测出机动车道上的机动车；
机动车方向检测子单元，用于计算机动车的移动方向。
作为优选，所述行人识别子单元还包括以下子单元：
行人检测子单元，用于检测出斑马线区域的行人；
行人方向检测子单元，用于计算行人的移动方向。
作为优选，所述网络传输子系统有两种工作模式：
（a）直接从违章抓拍子系统中实时地将违章数据上传至交警平台或服务器；
（b）从数据存储子系统中按固定时间集中上传至交警平台或服务器。
一种机动车斑马线未礼让行人自动抓拍的识别方法，包括下述步骤：
（1）图像采集：正对着机动车驶入的方向安装摄像机，采集机动车道和斑马线区域的图像；
（2）路口停止线前机动车检测：检测路口停止线前是否存在机动车；
（3）路口停止线前机动车方向检测：如果检测到机动车，则计算该机动车的方向；反之，返回步骤（2）；
（4）斑马线区域行人检测：如果步骤（3）检测到机动车的移动方向是朝向相机的，则检测斑马线区域是否存在行人；反之，返回步骤（3）；
（5）斑马线区域行人方向检测：如果步骤（4）检测到行人，则计算该行人的移动方向；反之，返回步骤（4）；
（6）斑马线区域机动车检测：如果步骤（5）判断出行人正在横穿斑马线，则检测斑马线区域是否存在机动车；反之，返回步骤（5）；
（7）斑马线区域机动车方向检测：如果步骤（6）斑马线区域检测到机动车，则计算斑马线上机动车的移动方向；反之，返回步骤（6）；
（8）斑马线区域机动车抢行识别：如果步骤（7）检测到机动车的移动方向是朝向相机的，则判断该机动车是否存在与行人抢行的行为；反之，返回步骤（7）；
（9）机动车驶离斑马线检测：如果步骤（8）判断出机动车斑马线区域存在抢行的行为，则继续跟踪该机动车的运行轨迹；反之，返回步骤（8）；
（10）自动抓拍取证：如果步骤（9）检测到机动车未停车让行，继续穿过行人驶离斑马线，则进行抓拍取证工作；反之，返回（9）。
作为优选，步骤（8）中，斑马线区域机动车抢行识别包括以下几个步骤：
a)判断机动车的移动方向与行人的移动方向是否相交；
b)计算斑马线上行人所在的车道编号；
c)计算斑马线上机动车所在的车道编号；
d)若斑马线上存在机动车与行人前进方向相交，并且机动车与行人是相邻车道，那么机动车在斑马线区域就构成了抢行行为。
作为优选，步骤（10）中，提取至少四张取证图像和一段违章过程视频，所述取证图像为三张人车位置关系图及一张机动车特写图，所述人车位置关系图分别为机动车在斑马线前、斑马线中、斑马线后的图像。
本发明中提出了基于车头（逆机动车行驶方向）抓拍的机动车未礼让行人的识别方法，该方法除了可以抓拍直行未礼让行人的机动车，还可以抓拍转弯时未礼让行人的机动车；而且，由于是采用车头抓拍的方式，抓拍的图像中机动车与行人的位置关系明确，不存在遮挡问题。
与现有技术相比，本发明的有益效果有以下几点：
（1）采用视频分析的方式对机动车斑马线未礼让行人的行为进行自动抓拍，便于设备的安装和维护；
（2）成本低，只需一台摄像机采集行人和机动车图像数据；
（3）沿机动车驶入的逆向安装高清摄像机，抓拍的图像中机动车区域越来越大，机动车和行人在车道上的位置关系非常清晰，有益于提高系统抓拍的准确率；
（4）所有抓拍的图像和过程录像均为机动车的正面影像，机动车与行人的位置关系在图像上不存在遮挡，证据清晰明了，无争议；
（5）适用范围广，在白天和夜间均能正常工作，并且可以对直行和转弯的未礼让行人的机动车进行抓拍。
附图说明
图1本发明机动车斑马线未礼让行人自动抓拍系统的结构框图；
图2是本发明图像采集子系统的结构示意图；
图3是本发明违章抓拍子系统的结构框图；
图4是本发明机动车识别子单元的结构框图；
图5是本发明行人识别子单元的结构示框图；
图6是本发明机动车斑马线未礼让行人自动抓拍识别方法的流程框图；
图7是本发明机动车斑马线未礼让行人自动抓拍识别方法中斑马线区域机动车抢行识别的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
参照图1，一种机动车斑马线未礼让行人自动抓拍系统，所述自动抓拍系统包括下述子系统：
系统管理子系统，用于配置和管理机动车斑马线未礼让行人的自动抓拍；
图像采集子系统，用于采集斑马线和机动车道区域的图像数据；
违章抓拍子系统，核心子系统，在斑马线区域对未礼让行人的机动车进行抓拍和取证；
数据存储子系统，用于保存原始图像及抓拍的违章图像和视频；
网络传输子系统，用于将抓拍的图像和视频数据上传至交警平台或服务器。
参照图2，所述图像采集子系统中采用了一台摄像机1进行图像采集，所述摄像机采用高清摄像机，图像视频清晰，证据明确无异议；所述摄像机1正对着机动车2驶入的方向安装，可同时采集斑马线3与机动车道区域4的图像数据。摄像机逆机动车行驶方向设置，视野清晰，抓拍的图像中机动车2与行人5的位置关系明确，不存在遮挡问题；而且机动车在成像中图像越来越大，违法证据充分，处罚不存在争议。
参照图3，所述违章抓拍子系统包括以下子单元：
机动车识别子单元，用于检测是否有机动车驶入斑马线区域；
行人识别子单元，用于检测斑马线区域是否存在行人，当斑马线区域检测到行人后，进一步计算行人的移动方向；
违法行为识别子单元，用于识别在斑马线区域是否存在机动车未礼让行人的行为；
抓拍取证子单元，用于违法行为的抓拍取证，若检测到机动车斑马线未礼让行人，从图像采集子系统中至少提取出包括车辆特写图在内的四张取证图像及违章过程视频，方便查证。
参照图4，所述机动车识别子单元还包括以下子单元：
机动车检测子单元，用于检测出机动车道上的机动车；
机动车方向检测子单元，用于计算机动车的移动方向。
参照图5，所述行人识别子单元还包括以下子单元：
行人检测子单元，用于检测出斑马线区域的行人；
行人方向检测子单元，用于计算行人的移动方向。
此外，行人识别子单元不仅可以识别出斑马线区域的行人，还可以识别出骑着自行车、摩托车和三轮车的行人。
根据系统管理子系统的设置，所述网络传输子系统有两种工作模式：
（a）直接从违章抓拍子系统中实时地将违章数据上传至交警平台或服务器；
（b）从数据存储子系统中按固定时间集中上传至交警平台或服务器。
实施例2
参照图6，图7，一种机动车斑马线未礼让行人自动抓拍的识别方法，包括下述步骤：
（1）图像采集：正对着机动车驶入的方向安装摄像机，采集机动车道和斑马线区域的图像；
（2）路口停止线前机动车检测：检测路口停止线前是否存在机动车；
（3）路口停止线前机动车方向检测：如果检测到机动车，则计算该机动车的方向；反之，返回步骤（2）；
（4）斑马线区域行人检测：如果步骤（3）检测到机动车的移动方向是朝向相机的，则检测斑马线区域是否存在行人；反之，返回步骤（3）；
（5）斑马线区域行人方向检测：如果步骤（4）检测到行人，则计算该行人的移动方向；反之，返回步骤（4）；
（6）斑马线区域机动车检测：如果步骤（5）判断出行人正在横穿斑马线，则检测斑马线区域是否存在机动车；反之，返回步骤（5）；
（7）斑马线区域机动车方向检测：如果步骤（6）斑马线区域检测到机动车，则计算斑马线上机动车的移动方向；反之，返回步骤（6）；
（8）斑马线区域机动车抢行识别：如果步骤（7）检测到机动车的移动方向是朝向相机的，则判断该机动车是否存在与行人抢行的行为；反之，返回步骤（7）；
（9）机动车驶离斑马线检测：如果步骤（8）判断出机动车斑马线区域存在抢行的行为，则继续跟踪该机动车的运行轨迹；反之，返回步骤（8）；
（10）自动抓拍取证：如果步骤（9）检测到机动车未停车让行，继续穿过行人驶离斑马线，则进行抓拍取证工作；反之，返回（9）。
步骤（8）中，斑马线区域机动车抢行识别包括以下几个步骤：
a)判断机动车的移动方向与行人的移动方向是否相交；
b)计算斑马线上行人所在的车道编号；
c)计算斑马线上机动车所在的车道编号；
d)若斑马线上存在机动车与行人前进方向相交，并且机动车与行人是相邻车道，那么机动车在斑马线区域就构成了抢行行为。
步骤（10）中，提取至少四张取证图像和一段违章过程视频，所述取证图像为三张人车位置关系图及一张机动车特写图，所述人车位置关系图分别为机动车在斑马线前、斑马线中、斑马线后的图像。
本发明适用范围广，不仅可以在直行路段对斑马线区域未礼让行人的机动车进行自动抓拍取证；还可以在转弯路段对斑马线区域未礼让行人的机动车进行自动抓拍取证；另外，本发明白天和夜间均能对斑马线区域未礼让行人的机动车进行自动抓拍取证。

Claims (3)

1.一种机动车斑马线未礼让行人自动抓拍的识别方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)图像采集：正对着机动车驶入的方向安装摄像机，采集机动车道和斑马线区域的图像；
(2)路口停止线前机动车检测：检测路口停止线前是否存在机动车；
(3)路口停止线前机动车方向检测：如果检测到机动车，则计算该机动车的方向；反之，返回步骤(2)；
(4)斑马线区域行人检测：如果步骤(3)检测到机动车的移动方向是朝向相机的，则检测斑马线区域是否存在行人；反之，返回步骤(3)；
(5)斑马线区域行人方向检测：如果步骤(4)检测到行人，则计算该行人的移动方向；反之，返回步骤(4)；
(6)斑马线区域机动车检测：如果步骤(5)判断出行人正在横穿斑马线，则检测斑马线区域是否存在机动车；反之，返回步骤(5)；
(7)斑马线区域机动车方向检测：如果步骤(6)斑马线区域检测到机动车，则计算斑马线上机动车的移动方向；反之，返回步骤(6)；
(8)斑马线区域机动车抢行识别：如果步骤(7)检测到机动车的移动方向是朝向相机的，则判断该机动车是否存在与行人抢行的行为；反之，返回步骤(7)；
(9)机动车驶离斑马线检测：如果步骤(8)判断出机动车斑马线区域存在抢行的行为，则继续跟踪该机动车的运行轨迹；反之，返回步骤(8)；
(10)自动抓拍取证：如果步骤(9)检测到机动车未停车让行，继续穿过行人驶离斑马线，则进行抓拍取证工作；反之，返回(9)。
2.根据权利要求1所述的机动车斑马线未礼让行人自动抓拍的识别方法，其特征在于：步骤(8)中，斑马线区域机动车抢行识别包括以下几个步骤：
a)判断机动车的移动方向与行人的移动方向是否相交；
b)计算斑马线上行人所在的车道编号；
c)计算斑马线上机动车所在的车道编号；
d)若斑马线上存在机动车与行人前进方向相交，并且机动车与行人是相邻车道，那么机动车在斑马线区域就构成了抢行行为。
3.根据权利要求1所述的机动车斑马线未礼让行人自动抓拍的识别方法，其特征在于：步骤(10)中，提取四张取证图像和一段违章过程视频，所述取证图像为三张人车位置关系图及一张机动车特写图，所述人车位置关系图分别为机动车在斑马线前、斑马线中、斑马线后的图像。
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