基于视频检测的路口智能信号控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于视频检测的路口智能信号控制系统，在传统的闯红灯抓拍系统的基础上，增加一组摄像机获取交叉口进口道车辆驶近停车线的视频录相，在各交叉口进口道停车线后一定长度的车道上设置车辆跟踪检测区，对踪检测区内所有车辆进行跟踪；在黄灯启亮时如果发现其中有车辆陷入黄灯的进退两难区，实时延长黄灯1秒让该车辆能赶在黄灯结束前越过停车线，在黄灯结束前1～2秒再次对检测区内的车辆的行驶状态进行判别，如果发现有车辆处于闯红灯行驶状态，实时地推迟下一相位的绿灯启亮时间，同时启动闯红灯抓拍系统，对该车辆闯红灯进行抓拍取证工作。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及交通信号控制领域，特别涉及到一种基于视频检测的路ロ智能信号控制系统。
技术介绍
车辆闯红灯抓拍系统其主要功用是摄像机自动记录路ロ违章闯红灯车辆，可实现在无人值守的条件下对闯红灯车辆的全景视频及车牌特写视频进行拍照记录，为公安交通管理部门对闯红灯车辆进行执法处罚提供可靠依据。目前，在国内车辆闯红灯抓拍系统这一市场上的产品根据违章车辆抓拍的触发方式分类主要有两种，即地感线圈触发方式和视频虚拟线圈触发方式。地感线圈触发是在检测车道上切割环行线槽，然后埋设感应线圈(或感应棒)。车辆通过时感应线圈会发出信号给相应设备，对车辆的检测比较准确。但是由于需要在地下埋设感应线圈，加大了施工难度同时提高了工程成本。路面维修时也需要重埋线圈，另外北方寒冷冰冻天气下和路面质量不好情况下对线圈的维护工作量较大，需要定期更换线圈。此外，地感线圈触发方式由于安装在路面上少数固定区域，一般无法准确辨识出车辆运行轨迹，从而无法判别不按车道标识行驶，违章变道，异常停车等违章行为。视频虚拟线圈触发的工作原理类似于地埋式线圈检测器，但用户只需在通过摄像机获取的现场交通视频图像上的对应车道位置上定义虚拟线圈来代替实际路面上的地感线圈，系统通过图像识别处理技术对前后连续两帧图片进行模块跟踪匹配，以虚拟线圈模块发生变化来模拟车辆压地感线圈形成抓拍信号。基于地感线圈车辆检测技术及基于虚拟线圈视频检测技术闯红灯抓拍系统目前技术都较为成熟，市场上有多家相关成熟产品推出，能够较好地完成闯红灯车辆抓拍取证工作。但目前市场上所有的闯红灯抓拍系统都有ー个致命的弱点，即这类系统仅能在车辆闯红灯这种违章行为发生后通过抓拍取证，为今后的处罚提供证据，它们皆不能在违章车辆闯红灯之前根据当时信号灯配时情况以及车辆距离停车线的距离和行驶速度信息来判别该车辆是否会闯红灯，从而实时调整信号灯色显示，避免闯红灯车辆与其它车辆发生碰撞，減少交通事故的发生。综上所述，针对现有技术的缺陷，特别需要一种基于视频检测的路ロ智能信号控制系统，以解决以上提到的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供基于视频检测的路ロ智能信号控制系统，克服了传统的闯红灯抓拍系统存在的只能事后取证，不能事前判别闯红灯行为的缺陷，井能相应的调整交通信号灯的控制方案，达到了減少交通事故的目的。本技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现基于视频检测的路ロ智能信号控制系统，包括前端抓拍系统、信息传输系统和中心处理控制系统；其特征在于，所述前端抓拍系统包括主机、分别与其连接的交通信号检测系统以及车辆视频检测系统，主机上位控制交通信号检测系统以及车辆视频检测系统，信息传输系统连接如端抓拍系统和中心处理控制系统。在本技术的一个实施例中，所述车辆视频检测系统包括安装于停车线后的直行车辆特写摄像机、左转车辆特写摄像机和全景摄像机，安装于交叉口出口处的车辆跟踪检测摄像机。基于视频检测的路口智能信号控制系统，其特征在于，所述方法包括如下步骤I)图像获取系统实时获取视频图像，并设置车辆跟踪监测区域；2)对车辆跟踪监测区域进行全局标定和坐标转换，得到图像坐标和三维世界坐标的对应关系；3)对视频图像进行背景更新、图像二值化和斑块分析处理，得到斑块聚类区域，然后对斑块聚类区域中的车辆进行定位和跟踪分析；4)根据定位和跟踪分析的结果提取车辆跟踪监测区域内车辆的车速V，距离停车线的距离L，主机结合距离黄灯结束剩余时长h，车辆的最大设计减速度a以及驾驶员的反应时间t2，建立相应的车辆行驶状态判别模型；5)如果黄灯启亮时对检测区内的车辆的行驶状态进行判别，如果其中有车辆V.< L且t2. v+v2/2a > L，则判断该车辆陷入黄灯的进退两难区，实时延长黄灯I秒让该车辆能赶在黄灯结束前越过停车线；在黄灯结束前I 2秒再次对检测区内的车辆的行驶状态进行判别，如果发现其中有车辆V. h < L且v2/2a > L，则判断该车辆既不可能在黄灯结束前越过停车线，也不能在黄灯结束前在停车线前安全停车，判定该车辆处于闯红灯行驶状态，实时地推迟下一相位的绿灯启亮时间，同时启动前端抓拍系统，对该车辆闯红灯进行抓拍取证工作。附图说明图I为本技术所述的基于视频检测的路口智能信号控制系统的流程图。图2为本技术所述的基于视频检测的路口智能信号控制系统的示意图。图3是本技术所述的车辆闯红灯行为抓拍过程具体实施方式为使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本技术。如图2所示，本技术所述的基于视频检测的路口智能信号控制系统，包括前端抓拍系统100、彳目息传输系统200和中心处理控制系统300 ;所述如端抓拍系统100包括主机110、分别与其连接的交通信号检测系统120以及车辆视频检测系统130和，主机110上位控制交通信号检测系统120和车辆视频检测130，信息传输系统200连接前端抓拍系统100和中心处理控制系统300。其中前端抓拍系统100采用视频虚拟线圈或地感线圈触发抓拍技术，负责完成在红灯状态下，抓拍车辆闯红灯行为。信息传输系统200可米用光纤传输系统、无线传输系统 和宽带传输系统等不同通信方式，它将前端抓拍系统100抓拍的图片和相关的信息(时间、地点、车辆信息、车牌图片等)及时传输至后端中心处理控制系统300的服务器上，是连接前端与后端的“生命线”。后端中心处理控制系统通过后台管理软件完成对前端系统传输回来的图片进行处理的工作，通过服务器接收前端系统发回的车辆图片等信息(包括车牌图片、通过地点、时间、号牌识别结果等信息)，记录储存并写入数据库；并完成与公安网内其他系统的对接，使其他系统方便地调用本闯红灯抓拍系统的所有资源为社会治安管理服务，实现数据共享。本技术所述的基于视频检测的路ロ闯红灯判别及智能信号控制需经历如下过程硬件系统构建与视频录相获取、视频录相标定与坐标转换、背景更新、图像ニ值化、斑块分析、车辆触发与检测、车辆跟踪、交通參数提取、车辆行驶状态判别、信号控制方案调整等步骤。I、硬件系统构建与视频录相获取 在交叉ロ进ロ道停车线后一定距离安装直行车辆特写摄像I、左转车辆特写摄像机2、全景摄像机3，获取车辆通过停车线进入交叉ロ的视频图像，在交叉ロ出口道附近安装进ロ道车辆跟踪检测摄像机8，获取车辆驶近停车线的视频图像，2、全局标定与坐标转换选取视频录图像中要检测的车道，在左转车道停车线前后设置左转车辆停车线前虚拟线圈4与左转车辆停车线后虚拟线圈5，在直行车道停车线前后设置直行车辆停车线前虚拟线圈6与直行车辆停车线后虚拟线圈7，在直行车道停车线后至约40米的区域设置直行车辆跟踪检测区域9，在左转车道停车线后至约40米的区域设置左转车辆跟踪检测区域10，将直行车辆跟踪检测区域9与左转车辆跟踪检测区域10设置为感兴趣区域，利用消隐点及交比不变定理的标定算法实现原图感兴趣区域和俯视图的坐标变换，得到图像坐标和三维世界坐标的对应关系，创建研究车道的俯视图，后续的所有处理，均在俯视映射图上进行。3、背景更新利用自适应中值滤波AMF算法获取初始背景，结合Surendra算法中的运动掩模和AMF算法实现俯视图的背景更新。根据车道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于视频检测的路ロ智能信号控制系统，包括前端抓拍系统、信息传输系统和中心处理控制系统；其特征在于，所述前端抓拍系统包括主机、分别与其连接的交通信号检测系统以及车辆视频检测系统，主机上位控制交通信号检测系统以及车辆视频检测系统，信息传输系...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱红波，韩皓，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：实用新型
国别省市：