基于三维道路地图的交通违法行为监控方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于三维道路地图的交通违法行为监控方法及装置，其包括：构建三维高精道路地图场景；现场采集需要对交通违法行为进行监控的道路、路口的相关数据；将相关数据矢量化，以获得地图，并在三维高精道路地图场景中叠加地图；安装视觉识别设备，并标定视觉识别设备坐标；通过视觉识别设备识别出某车辆的车牌，并根据标定的视觉识别设备坐标获得车辆坐标；监测端根据时刻及该时刻的车辆坐标获取车辆的朝向角和俯仰角；判断车辆是否存在交通违法行为。本发明专利技术可以在三维高精道路地图场景中展现车辆行驶的实时状况，在其中通过渲染获得全方位的三维仿真监控图像，以实现对车辆行驶违法行为的可视化监控和分析。行驶违法行为的可视化监控和分析。行驶违法行为的可视化监控和分析。

【技术实现步骤摘要】
基于三维道路地图的交通违法行为监控方法及装置


[0001]本专利技术涉及三维建模
，具体涉及一种基于基于三维道路地图的交通违法行为监控方法及装置。

技术介绍

[0002]目前在交通管理指挥应用中，通常需要在每个路口派遣大量的人力去现场监管，查看各路口的实时状况，虽然已有通过设置视频监控的方式辅助进行交通违法监控，但由于需要设置大量的视频监控设备，因此其成本居高不下，并且其无法实现车道级别的监控，无法满足交管部门的管理需求。

技术实现思路

[0003]为了解决人工建模的方式所面临的诸多问题，本专利技术的目的在于提供了一种基于三维道路地图的交通违法行为监控方法及装置，其可以在三维高精道路地图场景中展现车辆行驶的实时状况，在其中通过渲染获得全方位的三维仿真监控图像，以实现对车辆行驶违法行为的可视化监控和分析。
[0004]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下的技术方案：
[0005]一方面，提供一种基于三维道路地图的交通违法行为监控方法，其包括：
[0006]构建三维高精道路地图场景，且三维高精道路地图场景中包含需要对交通违法行为进行监控的道路、路口；
[0007]现场采集需要对交通违法行为进行监控的道路、路口的相关数据；
[0008]将所述相关数据矢量化，存入数据库，配图并发布地图服务，以获得地图，并在所述地图中根据交通标线将各车道划分为实线区域、虚线区域、单黄线区域、双黄线区域以及路口区域；并在所述三维高精道路地图场景中叠加所述地图；
[0009]在需要对交通违法行为进行监控的道路、路口处安装视觉识别设备，并标定视觉识别设备坐标；
[0010]通过所述视觉识别设备识别出某车辆的车牌，并根据标定的视觉识别设备坐标获得不同时刻、与车牌对应车辆的车辆坐标，并将车牌、时刻及该时刻的车辆坐标推送到监测端；
[0011]监测端根据时刻及该时刻的车辆坐标获取车辆的朝向角和俯仰角；
[0012]判断车辆坐标是否落在实线区域/虚线区域/单黄线区域/双黄线区域/路口区域内，根据车辆车辆的朝向角、俯仰角判断车辆是否存在交通违法行为。
[0013]优选的，使用UTM投影，根据路口的经纬度选择UTM ZONE，由此获得车辆坐标。
[0014]优选的，监测端根据时刻及该时刻的车辆坐标获取车辆的朝向角和俯仰角包括如下步骤：
[0015]S61、监测端接收某车牌对应车辆连续两个时刻t0，t1的车辆坐标p0(x0,y0)，p1(x1,y1)，此时时间戳为t
s0
；
[0016]S62、通过渲染获取时间戳为t
st
时的监控图像，且此时监控图像中的车辆坐标时的监控图像，且此时监控图像中的车辆坐标车辆朝向角其中，θ为在平面直角坐标系中，p0和p1两点的连线与x轴的夹角，逆时针方向为正方向，且
[0017]S63、当时间戳为t
st
时，在监控图像中的车辆的前方d处取一点位，该点位平面坐标p
std
＝(x
std
,y
std
)＝(x
st
+dcosθ,y
st
+d sinθ)；
[0018]再将p
st
和p
std
坐标转换为经纬度，从数字高程模型中分别对应读取p
st
对应车辆以及p
std
对应点位的高程z
st
、z
std
，则此时车辆俯仰角
[0019]S64、监测端接收车辆在t2时刻的车辆坐标p2(x2,y2)，并获取二次贝赛尔曲线方程)，并获取二次贝赛尔曲线方程其中，p
t
为二次贝赛尔曲线上系数为t时的点的坐标，p
c
为二次贝赛尔曲线的控制点的坐标；
[0020]计算依次通过p0、p1、p2三点的曲线上，p0、p1两点间弦长d
0,1
以及p1、p2两点间的弦长d
1,2
；以及取并将p1代入二次贝赛尔曲线方程，以获得p
c
；
[0021]S65、通过渲染获取时间戳为t
x
时的监控图像，且重复步骤S62
‑
S63，以获得时间戳为t
x
时车辆的朝向角和俯仰角；
[0022]S66、重复步骤S61
‑
S65，以获得连续的车辆朝向角和俯仰角信息。
[0023]优选的，重复步骤S62
‑
S63，以获得时间戳为t
x
时车辆的朝向角和俯仰角的过程中，θ的确定过程如下：
[0024]取时间戳为将t
x
代入二次贝赛尔曲线方程导函数p
′
t
＝(2t
‑
2)p0+(2
‑
4t)p
c
+2tp2中，即可得p'
t
＝(x'
t
,y'
t
)，则
[0025]优选的，判断车辆坐标是否落在实线区域/虚线区域/单黄线区域/双黄线区域/路口区域内，根据车辆车辆的朝向角、俯仰角判断车辆是否存在交通违法行为包括如下步骤：
[0026]若判断得出车辆在一实线区域内，且车辆连续预定时长内的朝向角与车道朝向角差值超过阈值，则认为车辆存在逆行违法行为；
[0027]若判断得出车辆在不同时刻分别位于相邻两个实线区域内，且两个实线区域对应车道同向，则认为车辆存在压实线变道违法行为。
[0028]优选的，判断车辆坐标是否落在实线区域/虚线区域/单黄线区域/双黄线区域/路口区域内，根据车辆车辆的朝向角、俯仰角判断车辆是否存在交通违法行为包括如下步骤：
[0029]若判断得出车辆在不同时刻均位于双黄线区域内，且认为车辆存在压双黄线违法行为；
[0030]且若认为车辆存在压双黄线违法行为，则在预定时间段内，获取该车辆在多个连续时刻的朝向角，若朝向角递减，且开始时刻朝向角与最终时刻朝向角的差值大于阈值，则认为车辆存在压双黄线掉头违法行为。
[0031]优选的，判断车辆坐标是否落在实线区域/虚线区域/单黄线区域/双黄线区域/路
口区域内，根据车辆车辆的朝向角、俯仰角判断车辆是否存在交通违法行为包括如下步骤：
[0032]若判断得出车辆在不同时刻分别位于在车辆行驶方向上相邻的实线区域和路口区域内，则在预定时间段内，获取该车辆在多个连续时刻的朝向角，若开始时刻朝向角与最终时刻朝向角的差值Δθ满足45
°
≤Δθ≤135
°
，则认为车辆为转弯行为；
[0033]若Δθ<45
°
，则认为车辆为直行；
[0034]若Δθ>135
°
，则认为车辆掉头，并结合车辆进入路口区域前所在实线区域对应车道的属性判断车辆是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维道路地图的交通违法行为监控方法，其特征在于，包括：构建三维高精道路地图场景，且三维高精道路地图场景中包含需要对交通违法行为进行监控的道路、路口；现场采集需要对交通违法行为进行监控的道路、路口的相关数据；将所述相关数据矢量化，存入数据库，配图并发布地图服务，以获得地图，并在所述地图中根据交通标线将各车道划分为实线区域、虚线区域、单黄线区域、双黄线区域以及路口区域；并在所述三维高精道路地图场景中叠加所述地图；在需要对交通违法行为进行监控的道路、路口处安装视觉识别设备，并标定视觉识别设备坐标；通过所述视觉识别设备识别出某车辆的车牌，并根据标定的视觉识别设备坐标获得不同时刻、与车牌对应车辆的车辆坐标，并将车牌、时刻及该时刻的车辆坐标推送到监测端；监测端根据时刻及该时刻的车辆坐标获取车辆的朝向角和俯仰角；判断车辆坐标是否落在实线区域/虚线区域/单黄线区域/双黄线区域/路口区域内，根据车辆车辆的朝向角、俯仰角判断车辆是否存在交通违法行为。2.如权利要求1所述的交通违法行为监控方法，其特征在于，所述三维高精道路地图场景的误差在10cm内。3.如权利要求1所述的交通违法行为监控方法，其特征在于，使用UTM投影，根据路口的经纬度选择UTM ZONE，由此获得车辆坐标。4.如权利要求1所述的交通违法行为监控方法，其特征在于，监测端根据时刻及该时刻的车辆坐标获取车辆的朝向角和俯仰角包括如下步骤：S61、监测端接收某车牌对应车辆连续两个时刻t0，t1的车辆坐标p0(x0,y0)，p1(x1,y1)，此时时间戳为t
s0
；S62、通过渲染获取时间戳为t
st
时的监控图像，且此时监控图像中的车辆坐标时的监控图像，且此时监控图像中的车辆坐标车辆朝向角其中，θ为在平面直角坐标系中，p0和p1两点的连线与x轴的夹角，逆时针方向为正方向，且S63、当时间戳为t
st
时，在监控图像中的车辆的前方d处取一点位，该点位平面坐标p
std
＝(x
std
,y
std
)＝(x
st
+dcosθ,y
st
+dsinθ)；再将p
st
和p
std
坐标转换为经纬度，从数字高程模型中分别对应读取p
st
对应车辆以及p
std
对应点位的高程z
st
、z
std
，则此时车辆俯仰角S64、监测端接收车辆在t2时刻的车辆坐标p2(x2,y2)，并获取二次贝赛尔曲线方程)，并获取二次贝赛尔曲线方程其中，p
t
为二次贝赛尔曲线上系数为t时的点的坐标，p
c
为二次贝赛尔曲线的控制点的坐标；计算依次通过p0、p1、p2三点的曲线上，p0、p1两点间弦长d
0,1
以及p1、p2两点间的弦长d
1,2
；以及取并将p1代入二次贝赛尔曲线方程，以获得p
c
；
S65、通过渲染获取时间戳为t
x
时的监控图像，且重复步骤S62
‑
S63，以获得时间戳为t
x
时车辆的朝向角和俯仰角；S66、重复步骤S61
‑
S65，以获得连续的车辆朝向角和俯仰角信息。5.如权利要求4所述的交通违法行为监控方法，其特征在于，重复步骤S62
‑
S63，以获得时间戳为t
x
时...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑佩瑶，梁宏，李莉，
申请(专利权)人：湖北九州数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：