随着我国城市经济贸易和社会活动日益繁忙,城市交通发生了前所未有的迅速增长,当前,我国城市特别是大城市的交通问题颇为突出,城市管理变得越来越复杂,交通执法趋向于非现场和人性化发展,这也向科学技术的“先进性”和“应用性”提出了更高的要求。现场执法也好,非现场执法也罢,都需要管理者对现场信息有足够的了解,而人对信息的了解,80%来源于视觉,所以越来越多的摄像机出现在城市路面上,但是随着摄像机数量的增长,光靠人眼已经无法识别异常事件事故、违章违法车辆等信息,视频检测技术也就应运而生。本文着重阐述视频检测技术在城市交通中的各类应用。
一、什么是视频检测技术
视频检测就是对摄像机视频图像的分析与计算,从中得出所需要的信息。视频检测的应用领域非常广泛,如:航天、医疗、交通、安全、生产等,应用于交通领域是近几年的事情。
二、视频检测技术的发展
传统的视频检测主要是根据物理参数进行的检测,即利用摄像器件本身光电转换性能进行景物亮度的检测。由于该检测方式结果的非唯一性,准确性较低。而现在最新的视频检测是通过分析摄像机生成的图像,通过建立背景模型,进行目标提取和车辆跟踪,获取车辆的运动参数,通过模式匹配或状态估计,理解和描述目标(车辆)行为,进而分析检测移动目标。实现长时间、实时、动态监控。
三、视频检测技术的分类及其应用
视频检测技术从算法上大致分为两大类:静态检测和动态检测,动态检测又分为虚拟线圈检测和目标识别与跟踪检测。
1、静态检测方式
静态检测是指对单一图片方式的检测,交通领域的主要应用为车牌识别,如治安卡口中的黑名单比对、过往车辆号牌识别等。
视频治安卡口系统
视频治安卡口系统通过分析摄像机传回的实时视频信息,对车辆特征进行瞬间识别,一旦识别出车辆则向特写摄像机发出抓拍信号,然后对抓拍的车牌进行识别,并自动核对“黑名单”车辆进行报警,同时将车辆通行的相关数据信息(如时间、地点、车速、方向等)实时上传给监控中心的管理终端。
视频治安卡口具有车辆捕获、速度测定、图像记录、车辆识别、信息上传、自动报警、远程控制、故障容错、夜间补光、联网查询等功能,是城市交通治安管理的好帮手。
2、动态检测方式
动态检测是指对运动状态的检测,主要是对运动物体或运动目标的检测。动态检测又分为虚拟线圈检测和目标识别与跟踪检测。
流量检测系统
流量检测器运用虚拟线圈检测技术,其原理类似于地埋式线圈检测,即在图像上定义一个或多个矩形框,以代表道路上的地埋线圈,一旦有车辆经过,虚拟线圈的磁通量将发生变化,从而统计交通流量。目前的流量检测系统(也称车检器)应用的正是这种原理,可以实现对车流量、车速、占有率、密度、车辆类型等交通参数的检测。对统计城市交通中各项交通参数有一定帮助。
视频事件检测系统
视频事件检测系统运用目标识别与跟踪检测技术,即对对图像中所有目标进行锁定、跟踪,并描述其运动轨迹,通过对轨迹的分析,得出目标的运动状态,从而实现对道路突发事件的实时检测。此种技术广泛地应用在视频事件检测系统中,该设备可以代替人眼分析路面发生的异常事件、事故,一旦发现将在第一时间报警,提示管理者采取相应措施。视频事件检测系统最早应用于高速公路,可以对交通事故、突然停车、车辆慢行、行人穿越、车辆逆行、遗洒物、隧道烟雾、车辆突然驶出路面、道路突发异常等十余种异常事件进行检测报警。目前,随着我国城市交通管理水平的提升,视频事件检测系统也开始应用到城市交通,用以辅助分析城市交通的交通状态,并可实现对交通状态的统计分析,分析其规律、原因等,从而更好地进行城市交通管理规划。
3、动静结合方式
视频检测技术在城市交通中经常要用到动静结合的方式,如视频闯红灯系统、视频测速系统等。通过动态检测技术实现对违章行为的分析,通过静态检测技术实现车辆牌照的抓拍和传输。
视频闯红灯系统
视频闯红灯系统即对摄像机传回的所有视频图像进行实时监测,一旦车辆目标出现,则将其锁定并对锁定的目标进行实时跟踪处理。通过目标运动的矢量图,计算出运动轨迹,从而得出车辆的运动状态,通过对运动状态的分析判断其是否违章,一旦发现违章车辆便给特写摄像机发出抓拍信号,对抓拍图像进行识别后传输给处罚终端。这种检测方式可以有效检测左转闯红灯、直行闯红灯、右转闯红灯、逆行、混行、占用公交车道等多种违章情况。相较于其他方式的闯红灯系统只能抓拍直行闯红灯违章情况要进步得多。
视频测速系统
视频测速系统也是对摄像机传回的所有视频图像进行实时监测,一旦车辆目标出现,则将其锁定并计算其运动轨迹,从而精确计算出车辆行驶速度。一旦发现超速车辆便给特写摄像机发出抓拍信号,并对抓拍的车牌进行识别,然后传输给处罚终端进行处理。该系统可实现车辆测速、抓拍,超速综合信息查询(如违章车牌号、超速地点、方向、超速时间、实际车速、限定车速等),系统自诊断报警,图像及数据存储加密,超速联动LED提示,系统管理等多项功能。视频测速系统克服了地感线圈方式破路施工的缺点,也不像雷达测速和激光测速对安装角度要求苛刻。视频测速系统只要将摄像机安装在龙门架上即可进行高精度测速。
四、结束语
视频检测技术已经在城市交通管理中广泛应用,视频测速系统、视频闯红灯系统、视频治安卡口系统等一系列产品在一定程度上震慑了违章、违法司机,减少了由此引发的交通事故,也将一部分交警从岗亭上解放下来,在一定程度上缓解了警力不足的矛盾。随着我国城市交通管理水平的不断提高,城市交通管理也将向服务化转变,视频事件检测系统也将在未来几年成为城市交通管理者的好帮手。视频检测技术在城市交通领域将得到长足的发展。