[发明专利]基于视频检测的路口车辆闯红灯判别方法与信号控制系统

说明书

技术领域

本发明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口车辆闯红灯判别方法与信号控制系统。

背景技术

车辆闯红灯抓拍系统其主要功用是摄像机自动记录路口违章闯红灯车辆，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。路面维修时还需要重埋线圈，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一个致命的弱点，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，减少交通事故的发生。

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口车辆闯红灯判别及智能信号控制系统，以解决以上提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供基于视频检测的路口车辆闯红灯判别方法与信号控制系统，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，并能相应的调整交通信号灯的控制方案，达到了减少交通事故的目的。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

基于视频检测的路口车辆闯红灯判别方法与信号控制系统，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，信息传输系统连接前端抓拍系统和中心处理控制系统。

在本发明的一个实施例中，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车辆闯红灯判别方法与信号控制系统，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)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t₁，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，有车辆v.t₁＜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，如果发现其中有车辆v.t₁＜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