[发明专利]用于高速公路大场景下车辆违法行为跟踪识别和自动抓拍的方法

说明书

本发明提供一种用于高速公路大场景下车辆违法行为跟踪识别和自动抓拍的方法，包括以下步骤：步骤S1，检测进入高速公路大场景中的车辆目标；步骤S2，跟踪并识别车辆目标的通行行为；步骤S3，动态控制摄像机对发生交通违法行为的车辆目标进行持续跟踪；步骤S4，对发生交通违法行为的车辆目标进行快速抓拍，步骤S5，对发生交通违法行为的车辆目标进行取证记录。本发明提出的方法基于单个PTZ摄像机有效解决了高速公路上通行车辆连续变更车道、不按规定车道行驶等长时段交通违法行为的识别和过程取证问题。

技术领域

本发明涉及一种用于高速公路大场景下车辆违法行为跟踪识别和自动抓拍的方法，属于交通图像处理与交通信息技术领域。

背景技术

高速公路机动车交通违法行为抓拍系统在我国应用越来越广泛，常见的交通违法行为包括超速行驶、占用应急车道、不按规定车道行驶等。其中超速抓拍系统通常采用线圈-摄像机、微波雷达-摄像机、虚拟线圈-摄像机以及区间测速等方式；占用应急车道抓拍系统通过路侧安装的摄像机对进入标定的应急车道范围内的车辆进行抓拍；不按规定车道行驶抓拍系统主要用于抓拍货车、大客车等大型车辆对超车道的占用行为，通过安装在超车道的线圈或者摄像机标定的虚拟线圈对车辆占用时间的计算来识别车辆长度，从而判定是否是大型车辆并进行抓拍。当前高速公路上实际应用的交通违法行为抓拍系统的共性在于只能对车辆交通违法行为进行瞬时地识别并抓拍一张或多张图片，缺乏对连续变更车道、长期占用超车道、右侧超车等需要长时间识别判定其违法行为的取证功能。

基于PTZ(Pan-Tilt-Zoom，左右-上下-放缩控制)摄像机的交通视频监控技术能够利用摄像机的运动控制实现对运动目标的自动持续跟踪。近年来的研究成果中有不少技术利用这种特性实现对车辆目标进行多角度或者全景场景的视频图像分析，但是仍然缺乏自动控制摄像机的PTZ参数对运动目标进行主动的视频跟踪和记录。如中国发明专利201310359688提出的一种基于PTZ摄像机巡航的智能视频分析系统及方法，通过配置PTZ摄像机预置位/巡航点，对周围场景进行监控，并拼接全景图像，进行运动目标的检测和分析，但PTZ摄像机的运动是按照巡航路径进行，并没有对检测目标或事件进行针对性地控制聚焦和跟踪，难以实现对事件的完整过程进行记录；如中国发明专利201110126627提出的基于车型聚类的交通流参数视频检测方法，构建了PTZ摄像机像平面坐标系与实际坐标系的严格变换关系，对车辆尺寸进行测量，该方法下对摄像机的安装和标定要求较高，也难以进行持续跟踪特定目标进行行为分析；如中国发明申请201510670812提出的一种基于视频检测的违章车辆检测装置及其方法，基于边缘特征、分类器和差分法对运动目标进行检测，分析有无压线、越线、逆行和违法停车的违章行为，然后控制云台抓拍图像，但没有控制云台变焦和调整角度对目标运动的持续跟踪并记录视频，这也是本发明技术解决的关键难点问题，难以实现对需要长时间识别判定的违法行为的取证功能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种用于高速公路大场景下车辆违法行为跟踪识别和自动抓拍的方法，实现了对高速公路大场景范围内车辆目标长时间的定位跟踪和通行行为识别，对发生连续变更车道、长期占用超车道、右侧超车等交通违法行为的车辆进行快速抓拍，以抓拍图像和跟踪视频构成了通行车辆交通违法行为的取证信息链，解决了高速公路上长时段交通违法行为的识别和取证问题。本发明采用的技术方案是：

一种用于高速公路大场景下车辆违法行为跟踪识别和自动抓拍的方法，包括以下步骤：

步骤S1，检测进入高速公路大场景中的车辆目标；

步骤S2，跟踪并识别车辆目标的通行行为；

步骤S3，动态控制摄像机对发生交通违法行为的车辆目标进行持续跟踪；

步骤S4，对发生交通违法行为的车辆目标进行快速抓拍，

步骤S5，对发生交通违法行为的车辆目标进行取证记录。

进一步地，步骤S1具体包括：