CN109754621A - 一种基于高速公路路况态势的视频分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于视频分析技术领域，具体涉及一种基于高速公路路况态势的视频分析方法，包括对道路上车辆进行画面录入的视频监控模块、对道路车辆进行数据计算的行为分析模块和对路况进行广播的路况输出模块；所述视频监控模块将视频数据输入至所述行为分析模块中，所述行为分析模块计算出结果通过所述路况输出模块进行广播；通过在高速道路上使用视频采集的方法对路况进行分析，并且通过无线电的方式对车辆进行广播，这样就避免了车辆在网络不佳的情况下，无法对道路信息进行获取而导致的车辆堵塞在高速道路上，而使的道路加剧瘫痪，无疑为车辆提供了便捷的道路预警，对调节道路情况起到了不可或缺的作用。

Description

一种基于高速公路路况态势的视频分析方法

技术领域

本发明属于视频分析技术领域，具体涉及一种基于高速公路路况态势的视频分析方法。

背景技术

视频分析，视频分析技术就是使用计算机图像视觉分析技术，通过将场景中背景和目标分离进而分析并追踪在摄像机场景内出现的目标。用户可以根据的视频内容分析功能，通过在不同摄像机的场景中预设不同的报警规则，一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为，***会自动发出报警，监控工作站自动弹出报警信息并发出警示音,用户可以通过点击报警信息，实现报警的场景重组并采取相关措施，视频内容分析技术通过对可视的监视摄像机视频图像进行分析，并具备对风、雨、雪、落叶、飞鸟、飘动的旗帜等多种背景的过滤能力，通过建立人类活动的模型，借助计算机的高速计算能力使用各种过滤器，排除监视场景中非人类的干扰因素，准确判断人类在视频监视图像中的各种活动。

在网络不良的高速公路上，无法正常使用网络设备，且由于道路较长，车辆在高速道路上运行时，可能无法知道高速道路的拥堵情况，若司机驶入了拥堵路段，不仅难以退出高速路段，并且会增加拥堵程度，因此亟需一种通过其他手段对高速公路的路况进行检测的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于高速公路路况态势的视频分析方法，具有通过视频分析。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于高速公路路况态势的视频分析方法，包括对道路上车辆进行画面录入的视频监控模块、对道路车辆进行数据计算的行为分析模块和对路况进行广播的路况输出模块；所述视频监控模块将视频数据输入至所述行为分析模块中，所述行为分析模块计算出结果通过所述路况输出模块进行广播，所述路况输出模块通过无线电方式与用户车辆信号连接。

优选的，所述视频监控模块包括出口侧监控、中段监控以及出口侧监控，所述入口侧监控安装在待检测高速路段的入口处，所述出口侧监控安装在待检测高速路段的出口侧。

优选的，所述中段监控安装在待检测高速路段的中段，且数量为该路段长度的九分之一，相邻的所述中段监控均匀分布。

优选的，所述中段监控安装在待检测高速路段的中段，所述中段监控数量至少为一个，并且事故高发路段的两个所述中段监控之间的间距大于事故低发路段的两个中段监控之间的间距。

优选的，所述出口侧监控、中段监控以及出口侧监控均通过数据线缆与所述行为分析模块信号连接。

优选的，所述行为分析模块包括道路入口及出口车辆计算单元、车辆车速检测单元和车辆聚集速率计算单元，所述道路入口及出口车辆计算单元用于计算待检测道路的入口侧和出口侧的车辆数量，所述车辆车速检测单元用于监测车辆在检测范围内的平均速度以及加速度，所述车辆聚集速率计算单元用于监测两车之间的距离变化率。

优选的，所述路况状态输出模块通过车载广播电台输出道路状态，道路状态包括预测拥堵状态、运行良好状态和预测事故状态。

优选的，所述道路的入口侧和出口侧的车辆数量监测结果：入口车辆大于出口车辆，或者车辆车速检测单元检测结果：车速低于规定的最低车速，或者所述车辆聚集速率计算单元计算结果：车辆间聚集速率变大，其中两项发生，即判定为预测拥堵状态。

优选的，所述车辆聚集速率计算单元计算结果：车辆间聚集速率变小，同时所述道路的入口侧和出口侧的车辆数量监测结果：入口车辆小于出口车辆或者车辆车速检测单元检测结果：车速大于规定的最低车速，即判定为运行良好。

优选的，车辆车速检测单元检测结果：车速低于规定的最低车速的三分之一，同时所述车辆聚集速率计算单元计算结果：车辆间聚集速率变大，其中两项发生，即判定为预测事故状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过在高速道路上使用视频采集的方法对路况进行分析，并且通过无线电的方式对车辆进行广播，这样就避免了车辆在网络不佳的情况下，无法对道路信息进行获取而导致的车辆堵塞在高速道路上，而使的道路加剧瘫痪，无疑为车辆提供了便捷的道路预警，对调节道路情况起到了不可或缺的作用；

2、高速道路上设有多个用于获取道路视频信息的视频监控，对道路的入口、出口以及中间路段均进行检测，这样可以得到车辆在道路上的进入量和驶出量的数据，还可以检测车辆在道路上行驶的车速信息，以及车辆在道路上的聚集情况，通过这些数据可以推算出道路上有可能发生的状态，尤其可以对拥堵情况进行判定，及时的发出相关信息，提醒要进入道路的车辆。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于高速公路路况态势的视频分析方法，包括对道路上车辆进行画面录入的视频监控模块、对道路车辆进行数据计算的行为分析模块和对路况进行广播的路况输出模块；视频监控模块将视频数据输入至行为分析模块中，行为分析模块计算出结果通过路况输出模块进行广播，路况输出模块通过无线电方式与用户车辆信号连接。

本实施例中，视频监控模块将视频数据输入至行为分析模块中，行为分析模块计算出结果通过路况输出模块进行广播，路况输出模块通过无线电方式与用户车辆信号连接，高速道路上设有多个用于获取道路视频信息的视频监控，对道路的入口、出口以及中间路段均进行检测，这样可以得到车辆在道路上的进入量和驶出量的数据，还可以检测车辆在道路上行驶的车速信息，以及车辆在道路上的聚集情况，通过这些数据可以推算出道路上有可能发生的状态，尤其可以对拥堵情况进行判定，及时的发出相关信息，提醒要进入道路的车辆，通过在高速道路上使用视频采集的方法对路况进行分析，并且通过无线电的方式对车辆进行广播，这样就避免了车辆在网络不佳的情况下，无法对道路信息进行获取而导致的车辆堵塞在高速道路上，而使的道路加剧瘫痪，无疑为车辆提供了便捷的道路预警，对调节道路情况起到了不可或缺的作用。

具体的，视频监控模块包括出口侧监控、中段监控以及出口侧监控，入口侧监控安装在待检测高速路段的入口处，出口侧监控安装在待检测高速路段的出口侧，通过安装在待检测高速路段的入口处的入口侧监控，可以对进入到高速路段中的车辆进行计数，通过安装在待检测高速路段的出口处的出口侧监控，可以对驶出到高速路段的车辆进行计数，通过进入量减去驶出量，以此统计出进入到高速路段的车辆的总数，当容纳量过高时，发生拥堵的可能性较大。

具体的，中段监控安装在待检测高速路段的中段，且数量为该路段长度的九分之一，相邻的中段监控均匀分布，可以依据实际的道路长度进行安装，相邻的中段监控安装间隔为20KM，通过中段监控便于对车辆在道路上的运行情况进行检测，针对某一个中段监控上大量的车辆的速度发生变化，可以以此判定为道路发生异常的依据。

具体的，中段监控安装在待检测高速路段的中段，中段监控数量至少为一个，并且事故高发路段的两个中段监控之间的间距大于事故低发路段的两个中段监控之间的间距，这样安装可以大大的提高对设备的利用率，以增加监控数量的手段，对道路情况进行更加细化的检测，使预警更加精准可靠，通过中段监控便于对车辆在道路上的运行情况进行检测，针对某一个中段监控上大量的车辆的速度发生变化，可以以此判定为道路发生异常的依据。

具体的，出口侧监控、中段监控以及出口侧监控均通过数据线缆与行为分析模块信号连接，由于通过数据线缆连接，可以保证数据传输的时效性，有利于车辆用户获取到实时的、准确的、可靠的信息。

具体的，行为分析模块包括道路入口及出口车辆计算单元、车辆车速检测单元和车辆聚集速率计算单元，道路入口及出口车辆计算单元用于计算待检测道路的入口侧和出口侧的车辆数量，车辆车速检测单元用于监测车辆在检测范围内的平均速度以及加速度，车辆聚集速率计算单元用于监测两车之间的距离变化率，通过对待检测道路的入口侧和出口侧的车辆数量计算获得道路内的车辆数量数据，通过车辆在检测范围内的平均速度以及加速度可以判断出车辆的运行状况，综合连续几个监测点的数据即可判断出车辆运行是不是在平稳的状态下，是否存在明显的降速，若发生，则可能发生拥堵情况，根据两车之间的距离变化率即可判断出车辆之间的拥挤情况。

具体的，路况状态输出模块通过车载广播电台输出道路状态，道路状态包括预测拥堵状态、运行良好状态和预测事故状态，方便收到广播的用户判断是否进入高速，或者进行改道。

具体的，道路的入口侧和出口侧的车辆数量监测结果：入口车辆大于出口车辆，或者车辆车速检测单元检测结果：车速低于规定的最低车速，或者车辆聚集速率计算单元计算结果：车辆间聚集速率变大，其中两项发生，即判定为预测拥堵状态，若入口车辆大于出口车辆且车速低于规定的最低车速，则发生拥堵的可能性较大，并可以根据中段监控安装的位置，判断拥堵路段的位置，若若入口车辆大于出口车辆且车辆间聚集速率变大，则发生拥堵的可能性较大，若车速低于规定的最低车速且车辆间聚集速率变大，则发生拥堵的可能性较大。

具体的，车辆聚集速率计算单元计算结果：车辆间聚集速率变小，同时道路的入口侧和出口侧的车辆数量监测结果：入口车辆小于出口车辆或者车辆车速检测单元检测结果：车速大于规定的最低车速，即判定为运行良好，当车辆间聚集速率变小，车辆之间发生拥堵的可能性不大，即通过这些条件可以判定道路的运行情况良好。

具体的，车辆车速检测单元检测结果：车速低于规定的最低车速的三分之一，同时车辆聚集速率计算单元计算结果：车辆间聚集速率变大，其中两项发生，即判定为预测事故状态，当多辆车的车速普遍降低后，则很可能出现了意外状况，并且车辆间聚集速率变大，很可能发生了较大的拥堵，因此判断是预测事故状态。

本发明的工作原理及使用流程：本发明安装好过后，通过安装在待检测高速路段的入口处的入口侧监控，可以对进入到高速路段中的车辆进行计数，通过安装在待检测高速路段的出口处的出口侧监控，可以对驶出到高速路段的车辆进行计数，通过进入量减去驶出量，以此统计出进入到高速路段的车辆的总数，当容纳量过高时，发生拥堵的可能性较大，相邻的中段监控均匀分布，可以依据实际的道路长度进行安装，相邻的中段监控安装间隔为20KM，通过中段监控便于对车辆在道路上的运行情况进行检测，针对某一个中段监控上大量的车辆的速度发生变化，可以以此判定为道路发生异常的依据，出口侧监控、中段监控以及出口侧监控均通过数据线缆与行为分析模块信号连接，由于通过数据线缆连接，可以保证数据传输的时效性，有利于车辆用户获取到实时的、准确的、可靠的信息，通过对待检测道路的入口侧和出口侧的车辆数量计算获得道路内的车辆数量数据，通过车辆在检测范围内的平均速度以及加速度可以判断出车辆的运行状况，综合连续几个监测点的数据即可判断出车辆运行是不是在平稳的状态下，是否存在明显的降速，若发生，则可能发生拥堵情况，根据两车之间的距离变化率即可判断出车辆之间的拥挤情况。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者***中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于高速公路路况态势的视频分析方法，其特征在于：包括对道路上车辆进行画面录入的视频监控模块、对道路车辆进行数据计算的行为分析模块和对路况进行广播的路况输出模块；所述视频监控模块将视频数据输入至所述行为分析模块中，所述行为分析模块计算出结果通过所述路况输出模块进行广播，所述路况输出模块通过无线电方式与用户车辆信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于高速公路路况态势的视频分析方法，其特征在于：所述视频监控模块包括出口侧监控、中段监控以及出口侧监控，所述入口侧监控安装在待检测高速路段的入口处，所述出口侧监控安装在待检测高速路段的出口侧。

3.根据权利要求2所述的一种基于高速公路路况态势的视频分析方法，其特征在于：所述中段监控安装在待检测高速路段的中段，且数量为该路段长度的九分之一，相邻的所述中段监控均匀分布。

4.根据权利要求2所述的一种基于高速公路路况态势的视频分析方法，其特征在于：所述中段监控安装在待检测高速路段的中段，所述中段监控数量至少为一个，并且事故高发路段的两个所述中段监控之间的间距大于事故低发路段的两个中段监控之间的间距。

5.根据权利要求2任意一项所述的一种基于高速公路路况态势的视频分析方法，其特征在于：所述出口侧监控、中段监控以及出口侧监控均通过数据线缆与所述行为分析模块信号连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于高速公路路况态势的视频分析方法，其特征在于：所述行为分析模块包括道路入口及出口车辆计算单元、车辆车速检测单元和车辆聚集速率计算单元，所述道路入口及出口车辆计算单元用于计算待检测道路的入口侧和出口侧的车辆数量，所述车辆车速检测单元用于监测车辆在检测范围内的平均速度以及加速度，所述车辆聚集速率计算单元用于监测两车之间的距离变化率。

7.根据权利要求6所述的一种基于高速公路路况态势的视频分析方法，其特征在于：所述路况状态输出模块通过车载广播电台输出道路状态，道路状态包括预测拥堵状态、运行良好状态和预测事故状态。

8.根据权利要求7所述的一种基于高速公路路况态势的视频分析方法，其特征在于：所述道路的入口侧和出口侧的车辆数量监测结果：入口车辆大于出口车辆，或者车辆车速检测单元检测结果：车速低于规定的最低车速，或者所述车辆聚集速率计算单元计算结果：车辆间聚集速率变大，其中两项发生，即判定为预测拥堵状态。

9.根据权利要求7所述的一种基于高速公路路况态势的视频分析方法，其特征在于：所述车辆聚集速率计算单元计算结果：车辆间聚集速率变小，同时所述道路的入口侧和出口侧的车辆数量监测结果：入口车辆小于出口车辆或者车辆车速检测单元检测结果：车速大于规定的最低车速，即判定为运行良好。

10.根据权利要求7所述的一种基于高速公路路况态势的视频分析方法，其特征在于：车辆车速检测单元检测结果：车速低于规定的最低车速的三分之一，同时所述车辆聚集速率计算单元计算结果：车辆间聚集速率变大，其中两项发生，即判定为预测事故状态。