一种高速公路交通智能分析系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高速公路交通智能视频分析系统，主要实现的功能有高速公路车道线检测及视频视线与车道线夹角测定、实时及平均速度的测定与分析、大小车识别分析、车流量统计以及实时路网综合运行指数统计。在实现车辆测速与大小车识别分析中，采用了基于虚拟线圈的方法，并实现了用户参与的线圈参数绘制调整与系统自动的线圈绘制相结合的方式；具体在大小车车流量统计时，通过计算在虚拟线圈内的像素点来判断车辆大小与统计车流量。本发明专利技术具有前期参数的手动与自动双重校准，后期路网综合运行指数以用户参与的伸缩式折线图表回显，同时还具有多类丰富的分析监控功能，提高用户体验的同时具有很高的实用性与分析准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高速公路交通智能分析系统，属于基于视频的交通信息智能分析

技术介绍
目前在基于传统视频的高速公路交通智能分析软件方面，几乎都是千篇一律的形式与分析方法，用户体验感缺乏、精度与准确性不够、分析与统计结果数据刻板致使用户对结果数据的深度认知不够等都是目前亟待改进的地方。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种功能丰富完善、用户体验感强、精准度高、分析统计的结果数据具可视化特性的高速公路交通智能分析系统。技术方案：一种高速公路交通智能分析系统，包括：读入视频流数据模块，所述的视频流数据在其第一帧数据被读入后，用户将进行自定义的虚拟线圈参数绘制与设定，设置完毕后的虚拟线圈参数将与后台进行的线圈参数自动计算相校准(其过程中包括车道线检测以及视频视线与车道线夹角测定)，综合得测速所用虚拟线圈参数，然后进入各分析功能的具体实现模块。首先是测速分析模块以及大小车识别与车流量统计模块，后台处理的同时将实时数据(包括分上下行的断面实时速度、分上下行的实时车流量、分上下行的大小车车流量实时识别与统计等)动态显示在前端GUI上，实现与视频流同步的实时分析或监控，最后在整个视频流处理完毕后对所有分析及统计所得数据进行综合计算得出各时间段实时路网综合运行指数，并以折线统计图回显于GUI上。所述视频流数据模块中的视频流数据包括远程服务器端实时传输的视频流数据和本地存储的视频流数据。所述自定义的虚拟线圈参数绘制与设定包括对各车道分别绘制的测速虚拟感应线圈和上下车道分别进行大小车识别的虚拟感应线圈的绘制与设定。所述测速分析模块和大小车识别与车流量统计模块中，都采用了基于虚拟感应线圈的方法，并实现了用户参与的线圈参数绘制调整与系统自动的线圈绘制相结合的方式，进而可对目标车辆速度与辆数进行精准测量，其中大小车识别部分，我们采取一种创新的面积区分法来进行判别，通常长度6米以上的大车通常在道路上99％都是大、中型货车与客车，而6米以下的小车都是中、小型的轿车、越野车、微型车等。结合实际情况这种长度6米以上的车辆通常都车高4米以上，宽3米左右，这样的车辆在背景提取的灰度图中的像素面积大小将远远大于一个标准的2.4米*6米*2米的车辆的投影面积，而这个标准的车辆投影面积又将大大高于道路中小车。所以我们将一个标准的2.5米*6米*2米的车辆进行建模分析，结合我们实际所能获得的参数进行设计，得到了以下算法来设置大小车的面积区分阈值：S＝Width2·cos(theta)其中：S：大小车的面积区分阀值，Width：每一个车道线宽所对应在视频中的像素值，theta：车道线与视频的夹角。考虑到进一步降低算法的时间复杂度，这一部分的功能模块只能每次由前文的车辆通过第二条虚拟感应线圈才能触发，每一次触发大小车识别的功能模块后，同时对其进行车流量统计。所述在前端GUI回显的结果数据包括实时数据的动态回显和基于综合数据计算所得的各时间段实时路网综合运行指数的折线图表回显，所述折线图表具有细节拖动放大分析功能，可使分析人员更为直观与细致地了解所得的分析数据。采用上述技术方案，本专利技术的有益效果是：具有前期参数的手动与自动双重校准，后期路网综合运行指数以用户参与的伸缩式折线图表回显，同时还具有丰富的分析监控功能(如传统的视频车辆实时速度测定、车流量统计、大小车分析与统计、以及其它如车辆超速的语音提示功能、超速车辆进行车牌号识别输出等)，提高用户体验的同时具有很高的实用性与准确性。附图说明图1为本专利技术实施例的整体框架图；图2为本专利技术实施例中自动绘制虚拟感应线圈的流程图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图1所示，高速公路交通智能分析系统，包括：读入视频流数据模块，视频流数据在其第一帧数据被读入后，用户将进行自定义的虚拟线圈参数绘制与设定，设置完毕后的参数将与后台进行的线圈参数自动计算相校准(其过程中包括车道线检测以及视频视线与车道线夹角测定)，综合得测速所用虚拟线圈参数，然后进入各分析功能的具体实现模块。首先是测速分析模块以及大小车识别与车流量统计模块，后台处理的同时将实时数据(包括分上下行的断面实时速度、分上下行的实时车流量、分上下行的大小车车流量实时识别与统计等)动态显示在前端GUI上，实现与视频流同步的实时分析或监控，最后在整个视频流处理完毕后对所有分析及统计所得数据进行综合计算得出各时间段实时路网综合运行指数，并以分时间段的折线统计图回显于GUI上，具体的实时路网综合运行指数的折线图表输出将在后述讲到。视频流数据模块中的视频流数据包括远程服务器端实时传输的视频流数据和本地存储的视频流数据，以适应本地现有的历史视频数据的分析处理以及实时视频数据的分析处理，提高需求适用性。自定义的虚拟线圈参数绘制与设定包括对各车道分别绘制的测速虚拟感应线圈和上下车道分别进行大小车识别的虚拟感应线圈的绘制与设定。所述测速分析模块和大小车识别与车流量统计模块中，都采用了基于虚拟感应线圈的方法，并实现了用户参与的线圈参数绘制调整与系统自动的线圈绘制相结合的方式，进而可对目标车辆速度与辆数进行精准测量，其中大小车识别部分，我们采取一种创新的面积区分法来进行判别，通常6米以上的大车通常在道路上99％都是大、中型货车与客车，而6米以下的小车都是中、小型的轿车、越野车、微型车等。结合实际情况这种6米以上的车辆通常都车高4米以上，宽3米左右，这样的车辆在背景提取的灰度图中的像素面积大小将远远大于一个标准的2.4米*6米*2米的车辆的投影面积，而这个标准的车辆投影面积又将大大高于道路中小车。所以我们将一个标准的2.5米*6米*2米的车辆进行建模分析，结合我们实际所能获得的参数进行设计，得到了以下算法来设置大小车的面积区分阈值：S＝Width2·cos(theta)其中：S：大小车的面积区分阀值，Width：每一个车道线宽所对应在视频中的像素值，theta：车道线与视频的夹角。考虑到进一步降低算法的时间复杂度，这一部分的功能模块只能每次由前文的车辆通过第二条虚拟感应线圈才能触发，每一次触发大小车识别的功能模块后，同时对其进行车流量统计。再以本系统中基于虚拟感应线圈的测速算法为例，以上的基于虚拟感应线圈的方法大致可描述为：通过对车辆特征提取后的灰度图进行设置虚拟感应线圈的位置，计算车辆通过2条虚拟感应区线圈的时间，以虚拟感应区之间的距离除之，就可以获得车辆的精确的实时速度。所述在前端GUI回显的结果数据包括实时数据的动态回显和基于综合数据计算所得的各时间段实时路网综合运行指数的折线图表回显，所述折线图表具有细节拖动放大分析功能，可使分析人员更为直观与细致地了解所得的分析数据。而具体的实时路网综合运行指数的计算则是以《公路网运行监测与服务暂行技术要求》2012版作为参照，查阅资料所设计，结合各参考变量及权重分配的路网综合指数N值的计算公式如下：N＝0.6*路网拥堵指数+0.4*路网环境指数其中路网拥堵指数的赋值参考如下定义的赋值表：而路网环境指数则根据我们前期对视频车道线检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速公路交通智能分析系统，其特征在于，包括：读入视频流数据模块，所述的视频流数据在其第一帧数据被读入后，用户将进行自定义的虚拟线圈参数绘制与设定，设置完毕后继续运行进而与后台进行的线圈参数自动计算相校准(其过程中包括车道线检测以及视频视线与车道线夹角测定)，综合得测速所用虚拟线圈参数，然后进入各分析功能的具体实现模块，首先是测速分析模块以及大小车识别与车流量统计模块，后台处理的同时将实时数据动态显示在前端GUI上，实现与视频流同步的实时分析或监控，最后在整个视频流处理完毕后对所有分析及统计所得数据进行综合计算得出各时间段实时路网综合运行指数，并以折线统计图回显于GUI上。

【技术特征摘要】
1.一种高速公路交通智能分析系统，其特征在于，包括：读入视频流数据模块，所述的视频流数据在其第一帧数据被读入后，用户将进行自定义的虚拟线圈参数绘制与设定，设置完毕后继续运行进而与后台进行的线圈参数自动计算相校准(其过程中包括车道线检测以及视频视线与车道线夹角测定)，综合得测速所用虚拟线圈参数，然后进入各分析功能的具体实现模块，首先是测速分析模块以及大小车识别与车流量统计模块，后台处理的同时将实时数据动态显示在前端GUI上，实现与视频流同步的实时分析或监控，最后在整个视频流处理完毕后对所有分析及统计所得数据进行综合计算得出各时间段实时路网综合运行指数，并以折线统计图回显于GUI上。2.如权利要求1所述的高速公路交通智能分析系统，其特征在于，所述视频流数据模块中的视频流数据包括远程服务器端实时传输的视频流数据和本地...

【专利技术属性】
技术研发人员：何志鹏，张鹏程，江艳，王丽艳，张雷，刘琪，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32