CN114005285A - 基于视频检测的车辆速度异常检测及车辆速度异常预警方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于视频检测的车辆速度异常检测及车辆速度异常预警方法，首先，构建车辆速度异常检测预警系统，包括检测模块和提示模块；检测模块包括视频检测模块、车数判断模块、车道判断模块、速度判断模块、车牌检测模块、信号发射模块；提示模块包括信号接收模块、第一预警模块和第二预警模块；然后基于构建的车辆速度异常检测预警系统，获取车辆速度异常行为，判断车辆行驶状态；最后发送车辆预警信息。本发明通过对车辆视频检测得出相关车辆速度、车辆行驶车道等信息判断车辆速度是否异常；在异常的情况下通过短信等第一次预警、软件推送，语音播报等第二次预警提醒驾驶员以正常车速行驶，从而提高道路通行能力与道路安全指数。

Description

基于视频检测的车辆速度异常检测及车辆速度异常预警方法
技术领域
本发明属于交通领域中的车辆速度异常检测，具体涉及一种基于视频检测的车辆速度异常检测及车辆速度异常预警方法。
背景技术
在现有交通环境中，道路上行驶的车辆往往存在较大的速度差，车辆与车辆之间不能达到一个协调的驾驶空间，车辆异常速度现象严重。例如：一条车道上以正常车速行驶的车辆会因为前方车辆的低速行驶而被影响，被影响车辆会做出额外变速与变道行为；一些占用超车道慢速行驶的车辆导致其他正常行驶的车辆无法在超车道进行超车，从而间接会引发其他车辆在非超车道上超车导致的违法行为。
上述情况不同程度的造成了路段整体车辆速度下降，导致车道没有充分发挥提高道路通行能力的效果，路段无法达到其最大通行能力，同时造成额外的汽车污染物排放，对环境造成破坏。
由于当前的交通法规中对于低速车辆没有明确的规定，同时限制条件较少，并且在一部分驾驶员意识中低速行驶的车辆较为安全，导致车辆低速行驶的现象频繁发生，却一直无法解决。该类低速车辆不仅浪费了大量道路通行空间；增加其他车辆行驶难度，并且提高了道路车辆发生追尾、刮擦事故的可能性，造成不必要的资源浪费。
发明内容
发明目的：针对现有技术中的不足之处，本发明提出一种基于视频检测的车辆速度异常检测及车辆速度异常预警方法，以解决目前现有技术中无法对速度异常车辆及时预警的问题。
技术方案：本发明提出一种基于视频检测的车辆速度异常检测及车辆速度异常预警方法，具体包括以下步骤：
(1)构建车辆速度异常检测预警系统；所述系统包括检测模块和提示模块；所述检测模块包括视频检测模块、车数判断模块、车道判断模块、速度判断模块、车牌检测模块、信号发射模块；所述提示模块包括信号接收模块、第一预警模块和第二预警模块；
(2)基于步骤(1)构建的车辆速度异常检测预警系统，获取车辆速度异常行为，判断车辆行驶状态；
(3)发送车辆预警信息。
进一步地，步骤(2)所述获取车辆速度异常行为实现过程如下：
(2.1)设置各车道汽车速度范围Ci，预设单位时间T，预设单位时间最大汽车通过数量S；
(2.2)视频检测模块分析所拍视频信息，得出汽车所在车道序列i、汽车速度v及单位时间内视频汽车数量s；
(2.3)车数判断模块判断车辆单位时间T内视频汽车数量s是否在预设值最大汽车通过量S内；
(2.4)若判断为否，终结操作；若判断为是，进行下一步操作；
(2.5)若判断车辆数在预设值内，则启动车道判断模块，获取车辆所在车道序列i，启动速度判断模块；
(2.6)速度判断模块判断车辆速度是否在所在车道i的正常速度范围Ci内；
(2.7)若判断车辆速度v不在范围Ci，则车牌检测模块检测车牌信息，发送速度异常信号至车牌拥有人。
进一步地，步骤(1)所述视频检测模块包括速度计算模块、计数模块、车道定位模块及车牌识别模块；所述速度计算器检测车辆当前时速；所述计时器统计单位时间内视频内汽车数；所述车道定位模块检测车辆所在车道，所述车牌识别模块识别车牌信息。
进一步地，步骤(1)中所述视频检测模块将单位时间内视频内汽车数s、车辆所在车道序列i，车辆速度信息v依次发送至车数判断模块，车道判断模块，速度判断模块，判断是否并发送速度异常信号至终端，其中，判断条件为0-1逻辑判断。
进一步地，步骤(2)所述判断车辆行驶状态判断过程如下：
Figure BDA0003314542240000021
其中，logic代表判断语句，S代表预设单位时间最大汽车通过数量，车辆单位时间内视频汽车数量s；
若判断语句logic为0，则不发送信号车道判断模块b；
若判断语句logic为1，则判断语句由车辆数正常导致，发送信号至车道判断模块b。
进一步地，所述步骤(3)包括以下步骤：
(3.1)信号接收模块接收信息，发送信号值第一预警模块；
(3.2)第一预警模块发送第一次预警至用户，发送预警信息至第二预警模块；
(3.3)第二预警模块发送第二次预警信息至用户。
进一步地，步骤(2.2)所述汽车速度检测实现过程如下：
Figure BDA0003314542240000031
Figure BDA0003314542240000032
其中，x表示车辆实际行驶距离，a表示车辆行驶像素距离，h表示摄像头实际高度，b表示摄像头可侦测的像素长度，
Figure BDA0003314542240000033
表示摄像头可探测最小角度，可侦测的最远角，θ表示摄像头可探测范围最大角，可侦测的最近角。
有益效果：与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过检测驾驶员车辆行驶速度，针对异常速度的车辆进行预警；优化车辆整体行驶速度，提高了道路安全性与通行能力；本发明通过对车辆视频检测得出相关车辆速度、车辆行驶车道等信息判断车辆速度是否异常；在异常的情况下通过短信等第一次预警、软件推送，语音播报等第二次预警提醒驾驶员以正常车速行驶，从而提高道路通行能力与道路安全指数。
附图说明
图1为本发明车辆速度异常检测预警系统示意图；
图2为本发明车辆距离判断示意图；
图3为本发明车辆速度检测流程图；
图4为本发明车辆车道判断过程图；
图5为本发明车辆速度异常预警流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提出一种基于视频检测的车辆速度异常检测及车辆速度异常预警方法，该检测及预警方法采用视频检测进行判断，通过短信、软件推送播报进行预警。
步骤1：构建车辆速度异常检测预警系统，系统包括检测模块和提示模块。
其中，检测模块包括视频检测模块、车数判断模块、车道判断模块、速度判断模块、车牌检测模块、信号发射模块。车数判断模块包括车数计数器及判断器，车数计数器用以记录单位时间内车辆数，判断器用以判断车辆数是否超出车辆正常行驶环境下车辆数。车道判断模块包括以判断车辆行驶车道的车道判断模块。速度判断模块包括车道记录器及速度判断器，车道记录器用以记录所识别车辆所在车道，读取所在车道的正常速度区间，速度判断器用以判断所识别车辆速度是否在所设正常速度区间。车牌检测模块包括车牌检测器及信息读取器，车牌检测器用以检测车牌信息，信息读取器用以读取车牌拥有人联系方式。信号发射模块包括信号发射器，信号发射器用以发射信息至信号接收模块。
提示模块包括信号接收模块、第一预警模块、第二预警模块，信号接收模块用以接收信号发射模块所发送信息，第一预警模块用以第一次预警，第二预警模块用以第二次预警。
信号接收模块包括信号接收器，信号接收器用以接收信号发射器所发射的信息。信号接收模块包括用以接收速度异常信息的信号接收模块。第一预警模块包括短信发送装置，短信发送装置用以发送速度异常信息至车牌拥有者。
第二预警模块包括短信读取装置及软件播报装置，短信读取装置用以读取特定速度异常信息，软件播报装置用以播报速度异常信息。
步骤2：基于步骤1构建的车辆速度异常检测预警系统，获取车辆速度异常行为，判断车辆行驶状态。
(2.1)设置各车道汽车速度范围Ci，预设单位时间T，预设单位时间最大汽车通过数量S；
(2.2)视频检测模块分析所拍视频信息，得出汽车所在车道序列i、汽车速度v及单位时间内视频汽车数量s；
(2.3)车数判断模块判断车辆单位时间T内视频汽车数量s是否在预设值最大汽车通过量S内。
(2.4)若判断为否，则不进行下一步操作；
(2.5)若判断车辆数在预设值内，则启动车道判断模块，获取车辆所在车道序列i，启动速度判断模块；
(2.6)速度判断模块判断车辆速度是否在所在车道i的正常速度范围Ci内；
(2.7)若判断车辆速度v不在范围Ci，则车牌检测模块检测车牌信息，发送速度异常信号至车牌拥有人。
视频检测模块将单位时间内视频内汽车数s、车辆所在车道序列i，包括车辆速度信息v依次发送至车数判断模块，车道判断模块，速度判断模块，判断是否在正常速度范围内并选择是否发送速度异常信号至终端，其中，正常速度范围由车道环境设置。例如，在普通三车道高速公路下，其速度设置范围如下：
Figure BDA0003314542240000051
其中，speed range为车速范围，i为车辆所在车道序列。
其中，判断条件为0-1逻辑判断。其判断过程如下：
Figure BDA0003314542240000052
其中，logic代表判断语句，S代表预设单位时间最大汽车通过数量，车辆单位时间内视频汽车数量s。
其中，单位时间最大汽车通过数量由执法人员设置。例如，一条道路内每30秒车辆最大通过数量为50辆。当通过量低于50辆时，车辆可按照正常速度行驶，当通过量高于50辆时，道路发生拥堵行为。若30秒内车辆通过数为0-50辆时，此时车辆通过数量在正常通过数量内，判断语句logic＝1，此时判断该路段车辆数量正常；若30秒内车辆通过数大于50辆时，判断语句logic＝0，此时判断该路段车辆数量异常，发生拥堵行为。
若判断语句logic为0，则不再发送信号至车道判断模块b，若判断语句logic为1，则当判断语句由车道内车辆数正常所致，发送信号至车道判断模块b。
如图2及图3所示，车辆速度检测方法分为两个部分，即车辆行驶距离识别与车辆速度识别。
第一部分为获取车辆实际行驶距离，其模型如所示：
Figure BDA0003314542240000061
其中，x表示车辆实际行驶距离，a表示车辆行驶像素距离，h表示摄像头实际高度，b表示摄像头可侦测的像素长度，
Figure BDA0003314542240000062
表示摄像头可探测最小角度，可侦测的最远角，θ表示摄像头可探测范围最大角，可侦测的最近角，如图2所示。
第二部分为车辆速度计算，其运算方法如下所示：
Figure BDA0003314542240000063
车道判断模块判断车辆所在车道，当车辆接触检测线时进行识别，(图中白色波浪线为各车道检测线)，实现对车辆行驶车道的识别效果。图4为针对车辆的车道识别模块。
其中，车道判断模块通过对各个车道依次画检测线，根据车辆与检测线的关系识别车辆所在车道信息。其从左至右依次标号为1、2、3、4、5、6，即i＝1，2，3，4，5，6。如图4车道标识处的白色波浪线所示。例如当车辆通过1号检测线时，1号检测线识别车辆行驶于此序号检测线所在车道处。即车辆在第1车道线。
步骤3：车辆速度异常预警。具体包括以下步骤：
(3.1)信号接收模块接收信息，发送信号值至第一预警模块；
(3.2)第一预警模块发送第一次预警至用户，发送预警信息至第二预警模块；
(3.3)第二预警模块发送第二次预警信息至用户。
其中，第一预警模块由执法人员所设置。例如，在一辆车辆行驶异常时，执法人员可通过车牌拥有者联系方式发送特定短信进行预警提示。第二预警模块由车内软件供应商设置。例如，车内软件供应商可编译相关预警软件或在现有软件中植入第二预警模块，当读取特定预警提示信息后，启动语音播报等方式进行二次预警。

Claims (7)

1.一种基于视频检测的车辆速度异常检测及车辆速度异常预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)构建车辆速度异常检测预警系统；所述系统包括检测模块和提示模块；所述检测模块包括视频检测模块、车数判断模块、车道判断模块、速度判断模块、车牌检测模块、信号发射模块；所述提示模块包括信号接收模块、第一预警模块和第二预警模块；
(2)基于步骤(1)构建的车辆速度异常检测预警系统，获取车辆速度异常行为，判断车辆行驶状态；
(3)发送车辆预警信息。
2.根据权利要求1所述的基于视频检测的车辆速度异常检测及车辆速度异常预警方法，其特征在于，步骤(2)所述获取车辆速度异常行为实现过程如下：
(2.1)设置各车道汽车速度范围Ci，预设单位时间T，预设单位时间最大汽车通过数量S；
(2.2)视频检测模块分析所拍视频信息，得出汽车所在车道序列i、汽车速度v及单位时间内视频汽车数量s；
(2.3)车数判断模块判断车辆单位时间T内视频汽车数量s是否在预设值最大汽车通过量S内；
(2.4)若判断为否，终结操作；若判断为是，进行下一步操作；
(2.5)若判断车辆数在预设值内，则启动车道判断模块，获取车辆所在车道序列i，启动速度判断模块；
(2.6)速度判断模块判断车辆速度是否在所在车道i的正常速度范围Ci内；
(2.7)若判断车辆速度v不在范围Ci，则车牌检测模块检测车牌信息，发送速度异常信号至车牌拥有人。
3.根据权利要求2所述的基于视频检测的车辆速度异常检测及车辆速度异常预警方法，其特征在于，步骤(1)所述视频检测模块包括速度计算模块、计数模块、车道定位模块及车牌识别模块；所述速度计算器检测车辆当前时速；所述计时器统计单位时间内视频内汽车数；所述车道定位模块检测车辆所在车道，所述车牌识别模块识别车牌信息。
4.根据权利要求1所述的基于视频检测的车辆速度异常检测及车辆速度异常预警方法，其特征在于，步骤(1)中所述视频检测模块将单位时间内视频内汽车数s、车辆所在车道序列i，车辆速度信息v依次发送至车数判断模块，车道判断模块，速度判断模块，判断是否并发送速度异常信号至终端，其中，判断条件为0-1逻辑判断。
5.根据权利要求1所述的基于视频检测的车辆速度异常检测及车辆速度异常预警方法，其特征在于，步骤(2)所述判断车辆行驶状态判断过程如下：
Figure FDA0003314542230000021
其中，logic代表判断语句，S代表预设单位时间最大汽车通过数量，车辆单位时间内视频汽车数量s；
若判断语句logic为0，则不发送信号车道判断模块b；
若判断语句logic为1，则判断语句由车辆数正常导致，发送信号至车道判断模块b。
6.根据权利要求1所述的基于视频检测的车辆速度异常检测及车辆速度异常预警方法，其特征在于，所述步骤(3)包括以下步骤：
(3.1)信号接收模块接收信息，发送信号值第一预警模块；
(3.2)第一预警模块发送第一次预警至用户，发送预警信息至第二预警模块；
(3.3)第二预警模块发送第二次预警信息至用户。
7.根据权利要求2所述的基于视频检测的车辆速度异常检测及车辆速度异常预警方法，其特征在于，步骤(2.2)所述汽车速度检测实现过程如下：
Figure FDA0003314542230000022
Figure FDA0003314542230000023
其中，x表示车辆实际行驶距离，a表示车辆行驶像素距离，h表示摄像头实际高度，b表示摄像头可侦测的像素长度，
Figure FDA0003314542230000024
表示摄像头可探测最小角度，可侦测的最远角，θ表示摄像头可探测范围最大角，可侦测的最近角。
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Application publication date: 20220201

Assignee: Suzhou Hangli Transportation Technology Co.,Ltd.

Assignor: HUAIYIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2023980039116

Denomination of invention: Vehicle Speed Anomaly Detection and Vehicle Speed Anomaly Warning Method Based on Video Detection

Granted publication date: 20230228

License type: Common License

Record date: 20230807