[发明专利]一种基于图像分析的摩托车不戴头盔违章事件检测方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及计算机应用，特别涉及智能交通管理。

二、背景技术

目前，摩托车成为一个很重要的交通工具，尤其在广大农村，摩托车数量非常大，但是，每年因摩托车导致交通事故死亡非常多，摩托车因其速度快、性能差、保护措施弱，极易发生交通事故，而事故发生后的伤亡极其严重，大多造成头部受伤，这是摩托车事故死亡率、致残率高的主要原因，因此，保护头部对摩托车驾乘人员非常重要。实践证明，安全头盔对驾乘人员的头部具有很好的防护作用，能够有效的降低和减轻外力对头部(特别是大脑)的损伤，可以在驾乘人员发生交通事故摔倒或撞击时，避免或减轻对头部的伤害，减少车祸造成的死亡率或致残率。

但是，现在很多摩托车驾驶员对摩托车驾驶的安全知识淡薄，为了驾驶方便，有很多摩托车驾驶员选择不戴头盔，这大大加大了摩托车事故的伤亡率。为了使摩托车驾驶员提高安全意识，国家出台相关法规，对不戴摩托车的驾驶员进行处罚，其中《道路交通安全法》有明确规定，驾驶摩托车时，驾驶人员和乘坐人员应当按规定戴安全头盔，不按照规定佩戴安全头盔的，将受到记2分，罚款50元的处罚。

交通部门为了提高摩托车驾驶员的安全意识，促使摩托车驾驶员在行驶时自觉佩戴安全头盔，组织了大量的警力对不戴头盔的驾驶行为进行拦截处罚，这种方式不仅增加了大量的警力，同时在拦截过程中会出现驾驶员为逃避处罚快速驾车逃离，增加了事故危险。为了有效消除摩托车驾驶员不戴头盔驾驶现象，非常有必要采用基于视频检测方式对不戴头盔的驾驶行为进行检测，抓拍违章车辆的图像，实施非现场执法，这样不仅可以减少警力的投入，还可保证执法的安全，可以有效提高摩托车驾驶员的安全驾驶意识。

三、发明内容

本发明的目的提供一种采用基于视频检测与图像识别的方法，通过在道路上安装高清摄像机，对过往的摩托车抓拍图像，对不戴头盔的驾驶行为进行检测，自动对违章摩托车进行号牌识别，并记录整个违章过程。通过非现场执法方式对不戴头盔的摩托车驾驶行为进行处罚，不仅有效提高了驾驶员的安全意识，而且减少大量警力进行现场执法，避免现在执法带来的新的危险事故。

本发明的目的是这样达到的：一种基于图像分析的摩托车不戴头盔违章事件检测方法,其特征在于：在摩托车行驶车道上安装高清摄像机，在设定车道范围内设定摩托车行驶的虚拟线圈，在虚拟线圈内根据摩托车默认宽度范围，对摩托车的尾牌图像进行抓拍，高清摄像机将采集的图像序列发送到检测主机，检测主机根据接收的图像，进行对当前车道的摩托车检测、头盔检测和车牌识别。

1)摩托车的检测

由于摩托车是运动目标，为了将运动目标从背景中分离出来，首先根据从摄像机获取的图像序列，采用高斯模型背景模型，建立背景图像，然后将运动目标图像减去背景图像，提取出运动目标，采用目标跟踪方式，检测跟踪目标，根据目标大小、行驶速度，行驶方向多种特征进行判断，以确定目标是否为摩托车，对判定为摩托车的目标提取出摩托车图像，获取图像中摩托车所处区域；

2)头盔的检测

采用图像分析技术，针对头盔与头发的颜色差异性，判断当前检测的摩托车目标的头顶部颜色的饱和度情况，以判定当前摩托车驾驶员是否佩戴头盔；

头盔检测的具体过程是：根据在进行摩托车检测时，已经提取出的摩托车在图像中的区域，提取出摩托车图像区域最上部分的小区域，该小区域为摩托车驾驶员的头顶，将头顶区域图像颜色从RGB转为HSV，计算头顶部分区域图像的平均饱和度值Sa，将平均饱和度与设定的初始值Sd进行比较，如果Sa<Sd，判断为摩托车驾驶员没有戴头盔，选出图像，生成违章视频，其中，RGB为红绿蓝三色，HSV为Hue色度、Saturation饱和度、Value明度；

3)摩托车号牌识别

采用基于支持向量机的模式识别技术进行号牌识别：首先建立多种环境情况下摩托车汉字、字母和数字的字库，在进行号牌识别时，首先搜寻到号牌区域，然后根据摩托车号牌的特点，分割出号牌图像中每个字体的区域，再将分割出字体图像与字库进行比对，根据置信度大小判断该字体属于哪类，完成号牌识别。所述设定的初始值Sd＝12；

所述摩托车默认宽度范围为1.2～1.8米；

所述选出图像，生成违章视频是选出间隔大于1米的2帧图像，生成一段15秒钟的违章视频，作为摩托车违章的证据。