CN104867331B - 基于微波的交通事件检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于微波的交通事件检测方法与装置，该交通事件检测装置包括微波传感器、微波传感器管理模块，处理器、输出通信模块、及电源管理模块，所述微波传感器管理模块输入端与所述微波传感器相连，所述微波传感器管理模块输出端与所述处理器输入端相连，所述处理器输出端与所述输出通信模块相连，所述电源管理模块分别与所述微波传感器管理模块和所述处理器相连。本发明的有益效果是：本发明采用微波传感器作为交通信息采集前端，其环境适应性以及设备后期维护性要远远优于现有基于光学的视频事件检测设备，同时，微波传感器本身由于采用毫米波段，所以天线尺寸很小，微波传感器本身也很小，对以后装置在现场施工安装也很方便和简单。

Description

基于微波的交通事件检测方法及装置
技术领域
本发明涉及交通事件检测技术领域，尤其涉及基于微波的交通事件检测方法及装置。
背景技术
随着我国经济的快速发展,我国机动车保有量日益增加，交通压力与日俱增，交通违法现象越来越普遍，交通违法成为阻碍我国道路交通安全、有序、畅通的关键因素。当前我国道路交通执法环境面临着巨大压力，主要体现在监管覆盖面广、路面警力不足、执法技术要求高等方面。近年来，交通事件检测系统在这一背景下应运而生，目前已经现场安装以及在售的国内或国外交通事件检测系统均采用的检测技术是基于光学的监控摄像机采集交通图像数据，采用基于图像灰度变化的目标提取算法，对运动车辆进行检测与跟踪，对所发生的交通事件进行判断与警示。
现有交通事件检测系统所采用的数据源均采用视频图像的方式，这些数据源来自于光学设备，所以在实际运用中存在缺点有：
采用基于图像灰度变化的目标提取方法，检测速度与精度较差。
夜晚进行事件检测的精度要比白天低；
非常容易收到恶劣天气、灯光、阴影等环境因素的影响；
所有基于镜头工作的设备都需要时常地擦拭和维护，所以后期维护成本也很高；
以上这些缺点造成了现有交通事件检测系统误报率非常高，检测精度差等结果。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于微波的交通事件检测装置。
本发明提供了一种基于微波的交通事件检测装置，包括微波传感器、微波传感器管理模块，处理器、输出通信模块、及电源管理模块，所述微波传感器管理模块输入端与所述微波传感器相连，所述微波传感器管理模块输出端与所述处理器输入端相连，所述处理器输出端与所述输出通信模块相连，所述电源管理模块分别与所述微波传感器管理模块和所述处理器相连。
作为本发明的进一步改进，所述输出通信模块包括工业控制总线模块，所述工业控制总线模块输入端与所述处理器相连。
作为本发明的进一步改进，所述输出通信模块包括网络通信模块，所述网络通信模块输入端与所述处理器相连。
作为本发明的进一步改进，所述输出通信模块包括视频抓拍触发模块，所述视频抓拍触发模块输入端与所述处理器相连。
作为本发明的进一步改进，该交通事件检测装置还包括存储模块，所述存储模块与所述处理器相连。
作为本发明的进一步改进，该交通事件检测装置还包括通信模块，所述通信模块分别与所述处理器和所述微波传感器管理模块相连。
作为本发明的进一步改进，所述通信模块为RS232串口通信模块或RS485串口通信模块。
本发明公开了一种基于微波的交通事件检测方法，依次执行如下步骤：
数据提供步骤，微波传感器周期性提供原始目标数据；
建立坐标系步骤，以微波传感器为原点，以平行于车道方向为X轴，以垂直于车道方向为Y轴，建立坐标系；
处理步骤，将各个目标进行目标分类、计算每个目标在坐标系中的位置、计算每个目标相对于X方向和Y方向的速度值；
目标跟踪处理步骤，对微波传感器周期提供的目标数据，通过跟踪算法对目标进行赋ID编号，每个目标包含以下内容：1.目标编号、2.目标实时速度、3.目标实时坐标、4.目标类型；
分析步骤，基于对每个目标的跟踪，对每个目标的检测区域进行分析，该分析通过模型库对用户定制事件检测要求进行分析；
触发步骤，将违法的目标触发视频抓拍触发模块；
驱动步骤，视频抓拍触发模块驱动外部摄像机进行违法目标抓拍取证。
作为本发明的进一步改进，在所述数据提供步骤中，原始目标数据包括目标相对速度、目标相对距离、目标相对角度、目标反射截面积；
在所述处理步骤中，根据微波传感器提供的各个目标的反射截面积进行目标分类、根据每个目标的相对角度和距离计算每个目标在坐标系中的位置、通过每个目标的相对速度计算每个目标相对于X方向和Y方向的速度值。
作为本发明的进一步改进，在所述触发步骤中，包括：
目标逆向行驶，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块；
目标超速行驶，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块；
目标不按规定车道行驶，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块；
目标在禁止停车区域内违法停车，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块；
车道内车辆排队长度过长，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块；
在禁止行人与非机动车行驶的检测区域内存在非机动车或行人时，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块。
本发明的有益效果是：本发明相比于现有基于光学视频的事件检测系统，微波传感器采用的是主动检测检测方式（微波传感器向检测区域内主动发射电磁波，通过反射回来的电磁波进行分析），发射端与接收端都是已知可控的，但是基于光学摄像的传感器需要借助于自然光线在物体上的反射来对目标进行分析，所以，基于光学摄像的传感器容易收到阴雨雾霾等恶劣环境的影响，基于微波的交通事件检测系统环境适应性要远远优于现有光学的视频事件检测设备，现有基于光学的视频事件检测系统采用的目标提取算法是通过灰度变化进行目标测速与运行距离测量，此种方式检测速度较长同时精度较差，基于微波方式的事件检测系统是采用多普勒原理进行速度距离检测，利用微波目标检测技术，重建目标移动轨迹根据预设规则进行异常交通事件检测方法。总的来说本发明采用微波传感器作为交通信息采集前端，其环境适应性以及设备后期维护性要远远优于现有基于光学的视频事件检测设备，同时，微波传感器本身由于采用毫米波段，所以天线尺寸很小，微波传感器本身也很小，对以后装置在现场施工安装也很方便和简单。
附图说明
图1是本发明的交通事件检测装置原理框图；
图2是本发明的电源管理模块的电路图；
图3是本发明的交通事件检测方法流程图；
图4是本发明建立坐标系并配置车道信息图；
图5是根据客户需求进行事件触发配置图；
图6是微波传感器周期提供的目标数据进行跟踪的图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明公开了一种基于微波的交通事件检测装置，包括微波传感器、微波传感器管理模块，处理器、输出通信模块、及电源管理模块，所述微波传感器管理模块输入端与所述微波传感器相连，所述微波传感器管理模块输出端与所述处理器输入端相连，所述处理器输出端与所述输出通信模块相连，所述电源管理模块分别与所述微波传感器管理模块和所述处理器相连。
所述输出通信模块包括工业控制总线模块，所述工业控制总线模块输入端与所述处理器相连。
所述输出通信模块包括网络通信模块，所述网络通信模块输入端与所述处理器相连。
所述输出通信模块包括视频抓拍触发模块，所述视频抓拍触发模块输入端与所述处理器相连。
该交通事件检测装置还包括存储模块，所述存储模块与所述处理器相连。
该交通事件检测装置还包括通信模块，所述通信模块分别与所述处理器和所述微波传感器管理模块相连。
所述通信模块为RS232串口通信模块或RS485串口通信模块。
如图3所示，本发明还公开了一种基于微波的交通事件检测方法，依次执行如下步骤：
步骤S1，数据提供步骤，微波传感器周期性提供原始目标数据；
步骤S2，建立坐标系步骤，以微波传感器为原点，以平行于车道方向为X轴，以垂直于车道方向为Y轴，建立坐标系；
步骤S3，处理步骤，将各个目标进行目标分类、计算每个目标在坐标系中的位置、计算每个目标相对于X方向和Y方向的速度值；
步骤S4，目标跟踪处理步骤，对微波传感器周期提供的目标数据，通过跟踪算法对目标进行赋ID编号，每个目标包含以下内容：1.目标编号、2.目标实时速度、3.目标实时坐标、4.目标类型；
步骤S5，分析步骤，基于对每个目标的跟踪，对每个目标的检测区域进行分析，该分析通过模型库对用户定制事件检测要求进行分析；
步骤S6，触发步骤，将违法的目标触发视频抓拍触发模块；
步骤S7，驱动步骤，视频抓拍触发模块驱动外部摄像机进行违法目标抓拍取证。
在所述数据提供步骤中，原始目标数据包括目标相对速度、目标相对距离、目标相对角度、目标反射截面积；
在所述处理步骤中，根据微波传感器提供的各个目标的反射截面积进行目标分类、根据每个目标的相对角度和距离计算每个目标在坐标系中的位置、通过每个目标的相对速度计算每个目标相对于X方向和Y方向的速度值。
在所述触发步骤中，包括：
目标逆向行驶，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块；
目标超速行驶，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块；
目标不按规定车道行驶，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块；
目标在禁止停车区域内违法停车，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块；
车道内车辆排队长度过长，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块。
在禁止行人与非机动车行驶的目标为非机动车或行人时，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块。
本发明针对现有基于视频的事件检测系统存在的不足，本发明采用微波传感器作为交通信息采集前端，所采用的微波传感器使用频率波段为30GHz~300GHz(波长范围：1mm~10mm),这个频段是介于电波和光波之间的特殊频段，具备光学的探测精度和电波的全天候工作特性，其环境适应性以及设备后期维护性要远远优于现有基于光学的视频事件检测设备，同时，传感器本身由于采用毫米波段，所以天线尺寸很小，传感器本身也很小，对以后装置在现场施工安装也很方便和简单。
如图5所示，根据客户需求，定制区域内相关事件触发参数（例如：排队长度限定值、违章停车区域，不按规定车道行驶区域）。
在本发明中，基于微波的交通事件检测装置及方法环境适应性强，可以在雨、雪、雾、霾沙尘等恶劣光学条件下正常工作，完全弥补了视频检测不足，基于微波的事件检测方法误报率也远远低于现有视频系统，配合现有的视频抓拍设备，可以建立一套完整的事件检测系统，这套系统的诞生可以大大改善现有基于视频的事件检测系统的不足，降低误报率，减轻广大公安交警的劳动强度，确保了对各类涉案车辆的及时发现和查处，有效地提高了道路交通安全、有序性和畅通性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于微波的交通事件检测方法，其特征在于，依次执行如下步骤：
数据提供步骤，微波传感器周期性提供原始目标数据；
建立坐标系步骤，以微波传感器为原点，以平行于车道方向为X轴，以垂直于车道方向为Y轴，建立坐标系；
处理步骤，将各个目标进行目标分类、计算每个目标在坐标系中的位置、计算每个目标相对于X方向和Y方向的速度值；
目标跟踪处理步骤，对微波传感器周期提供的目标数据，通过跟踪算法对目标进行赋ID编号，每个目标包含以下内容：1.目标编号、2.目标实时速度、3.目标实时坐标、4.目标类型；
分析步骤，基于对每个目标的跟踪，对每个目标的检测区域进行分析，该分析通过模型库对用户定制事件检测要求进行分析；
触发步骤，将违法的目标触发视频抓拍触发模块；
驱动步骤，视频抓拍触发模块驱动外部摄像机进行违法目标抓拍取证；在所述数据提供步骤中，原始目标数据包括目标相对速度、目标相对距离、目标相对角度、目标反射截面积；
在所述处理步骤中，根据微波传感器提供的各个目标的反射截面积进行目标分类、根据每个目标的相对角度和距离计算每个目标在坐标系中的位置、通过每个目标的相对速度计算每个目标相对于X方向和Y方向的速度值。
2.根据权利要求1所述的交通事件检测方法，其特征在于，在所述触发步骤中，包括：
目标逆向行驶，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块；
目标超速行驶，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块；
目标不按规定车道行驶，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块；
目标在禁止停车区域内违法停车，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块；
车道内车辆排队长度过长，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块；
在禁止行人与非机动车行驶的检测区域内存在非机动车或行人时，将目标坐标提供给视频抓拍触发模块。
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