[发明专利]基于视频处理技术的公路交通状态监测系统

说明书

技术领域

本专利属于交通工程领域，涉及一种基于视频处理技术的公路交通状态监测系统。

背景技术

道路网实时交通状态监测是交通管理中必不可少的一部分。随着道路网不断的增加视频监控设备，单纯靠人工去观察监控已经远远无法满足视频图像的海量增长。目前，多数大城市的交通监控中心已经接入了超过上千路甚至万路的视频图像，而监控人员数量有限，难以对这些视频图像进行人工实时监控。

目前，交通视频监控系统多采用将视频摄像机拍摄的实时图像直接显示在监视器(墙)上，为了让监控人员能够明白监控图像所在的地理位置和方向，仅在图像上增加地理位置和方向的文字表达，而不对实时视频图像做任何的处理。这样的显示方式并不能直观地表达出监控道路的地理位置和方向，监控人员很难以常用的“上北下南左西右东”地图显示规则进行监视。另外，当接入监控视频路数大于监视器墙上监视器的数量时，无法将全部的监控视频同时在监视器墙上进行集中显示，监控人员难以有效监视路网的交通状态。

另外，现有的交通状态监测系统，多采用固定检测器(磁感应线圈、微波检测器)采集时间平均速度和流量，再将交通状态以红黄绿的方式显示在地图上。这里需要强调的是，在地图上以颜色显示的速 度是空间平均速度，无法由固定检测器直接采集。然而，通过视频图像处理技术能够自动分析视频数据，从中自动提取出车辆的空间平均速度、流量等重要信息，进而提取出交通状况信息。

因此，利用视频处理技术，能够在交通视频监测系统中提供一套直观、完整的路网交通状态实时视频监控系统，有效地及时发现路网中发生的各种异常交通现象。

专利内容

本专利目的在于提供一套路网交通状态视频监测系统，以完整、全面、实时、直观地显示出路网交通的状态，方便监控人员观察和监控。此外，也可以实时从视频中提取交通状态信息给公众出行者，从而优化他们的路径选择，有利于缓解整个交通系统压力，也有利于交通资源的有效使用。

为了解决上述问题，本专利采用如下技术方案：

一种基于视频处理技术的公路交通状态监测系统，包括摄像机视频信息获取模块，从道路监控摄像机中获得视频信息，并对获取的信息进行传输与存储；其特征在于，还包括：

交通状态提取模块，提取摄像机视频信息获取模块中车辆与车流信息，并对交通状态进行判断，识别出监测道路的实时交通状况；

视角转换模块，将摄像机视频信息获取模块中视频信息的视角统一转换为垂直视角；

视频拼接模块，将摄像机视频信息获取模块中的视频信息拼接为全景拼接图；

三维重建模块，将摄像机视频信息获取模块中获取的两个或多个摄像机的二维信号进行三维重建；

以及，多层次显示模块，包括路段交通视频实时显示模式、路网交通状态全景显示模式、路网交通状态三维动画显示模式。

摄像机视频信息获取模块中的道路监控摄像机采用现有的道路监控摄像机，或在需要重点监控地点的不同位置增设监控摄像机。

交通状态提取模块中，将摄像机视频信息获取模块中车辆与车流的流量、密度、速度进行提取，并利用模糊识别算法结合交通流理论进行交通状态判断，识别出监测道路的实时交通状态。

交通状态提取模块中，首先对摄像机视频信息获取模块中采集的每一帧视频流数据进行预处理，再初步判断出道路交通状况的稀疏程度；对于车流较稀疏的情况，对车辆进行检测与跟踪，若路面背景简单，利用背景提取模块进行计算，若路面背景复杂，利用动态背景提取模块进行计算；对于车流较密集的情况，采用运动场估计模块，得到运动流场；并最终得到交通状况数据。

路段交通视频实时显示模式包括路段单路视频显示、路段多路视频拼接显示和路口多路视频拼接显示模式。

路段交通视频显示模式显示的图像在图像显示装置中均为“上北、下南、左西、右东”的显示方式，并且视角为垂直俯视角度。

路网交通状态全景显示采用不同颜色表征不同交通状态，并将其叠加在全路网电子地图上。

一种采用路网交通状态监测系统进行路网交通状态监测的方法， 其特征在于，采用摄像机视频信息获取模块，从道路监控摄像机中获得视频信息，并对获取的信息进行传输与存储；

采用交通状态提取模块，提取摄像机视频信息获取模块中车辆与车流信息，并对交通状态进行判断，识别出监测道路的实时交通状况；

采用视角转换模块，将摄像机视频信息获取模块中视频信息的视角统一转换为垂直视角；

采用视频拼接模块，将摄像机视频信息获取模块中的视频信息拼接为全景拼接图；