一种视频检测车辆位置违章的几何方法

收稿日期:2007210230　基金项目:中科院自动化所-中国科学技术大学智能科学与技术联合实验室自主研究课题基金(A 0602)资助　作者简介:严捷丰,男,1978年生,博士研究生,研究方向为视频图像理解、智能交通系统;陈　功,男,1980年生,博士研究生,研究方向为智能交通系统;刘学亮,男,1982年生,硕士研究生,研究方向为智能交通系统;周荷琴,女,1946年生,教授,研究方向为智能交通系统、医学图像处理.

一种视频检测车辆位置违章的几何方法

严捷丰,陈　功,刘学亮,周荷琴

(中国科学技术大学自动化系,安徽合肥230027)E 2m ail :yanjf @m ail

.ustc .edu .cn 摘　要:针对交通视觉监控系统中普遍存在的遮挡与三维信息缺失问题,用一种三维矩形近似描述模型对车辆建模,基于此模

型推导出在自遮挡和交互遮挡情况下,车辆整体轮廓、底部轮廓和单一底边的恢复规则和方法.提出将车辆运动视为其车辆底部在道路平面上的二维共面运动,通过分析车辆底部与道路标线的相对位置关系,得到位置违章的两个检测判据与检测算法.实验结果表明,该几何模型能很好的逼近车辆底边,有效的解决了遮挡的影响;该位置违章检测算法避免了以往质心检测判据与区域判据的缺陷,检测效果很好.

关键词:位置违章;遮挡恢复;图像理解;几何方法

中图分类号:T P 391 文献标识码:A 文章编号:100021220(2009)0320498205

Geom etr ica l M ethod for V ideo -ba sed D etecti ng Position V iola tion s of Veh icles

YAN J ie 2feng ,CH EN Gong ,L I U Xue 2liang ,ZHOU H e 2qin

(D ep a rt m en t of A u to m a tion ,U n iversity of S cience and T echnology of Ch ina ,H ef ei 230027,Ch ina )

Abstract :O cclusi on and 32D info r m ati on lo st w idely exists in visual traffic surveillance system .By using a novel app roxi m ate 32D rectangular veh icle model ,th is paper analyzes the situati on of self occlusi on and m utual occlusi on ,p ropo ses the rules of oc 2clusi on reso lvability .A ssum ing that the veh icle ’s bo ttom and the road m ark s w ere cop lanar on the road p lane ,by analyzing the po siti onal relativity of veh icle ’s bo ttom edges and the road m ark s ,th is paper gains tw o detecting criteri ons ,and p ropo ses an algo rithm fo r detecting po siti on vi o lati ons .Experi m ental results show that ,by p referably app roxi m ating the bo ttom of the ve 2h icle ,the geom etrical model can reso lve the influence of occlusi ons ;the p resented detecting m ethod is better than the centro id m ethod and the area m ethod .

Key words :po siti on vi o lati ons ;occlusi on reso lvability ;i m age understanding ;geom etrical m ethods

1　引　言

车辆违章过程可视为一个事件,一般涉及5个事件要素:时间、地点、车辆、行为、行为规则.车辆的行为要素主要包括:

(1)车辆的存在及其位置

(2)速度(位置随时间变化的快慢及方向)(3)路线(位置按时间顺序组成的轨迹).

据此,可将车辆违章行为分类,见表1.本文中的位置违章是指,在当前时间的某个具体场景下,车辆位置与各种道路标线之间的相对位置关系不符合交通规则.实际上,跨实线变道、闯红灯等行为都必定包含有位置违章为先导;另一方面,

要获得车辆的速度和轨迹,必须进行跟踪(定位、匹配),而跟踪的前提是准确的车辆位置信息.因此,车辆位置的获取及位置违章行为的检测是整个交通违章检测系统中最基本的工作.交通监控视频是真实三维交通场景在某一个视角的二维图像序列,这在从图像序列理解真实场景语义时(物体分割、跟踪、事件检测等)会存在两个问题:

(1)因物体高度和深度不同造成的遮挡粘连

(2)三维信息缺失,二维信息不足以理解真实场景.

表1　车辆违章分类

T able 1　C lassificati on of veh icle vi o lati ons

位置违章压实车道线、双黄线等纵向线(隐含:变道压实线)

红灯时压路口横向停止线(隐含:指定车道闯红灯)

停车时压停车位的四条边线(隐含:电子桩考犯规)

速度违章违章停车(在禁停区内车速持续为0)车速大于或小于某个限定值(超高速、超低速行驶)

速度方向违规(逆向行驶)

路线违章

违章变道行驶(包括右侧超车,近路口变道等)违章拐弯或调头(尤其是未从指定车道拐弯)某类车辆未按指定路线行驶(如:黄牌车、水泥车等)

在分割与跟踪方面,L ou [2]使用三维车辆模型来进行车

小型微型计算机系统Journal of Ch inese Computer System s 2009年3月第3期V o l 130N o .32009