1.基于ST-MRF模型的電動(dòng)自行車與汽車交通沖突檢測(cè)方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟1、交通攝像頭拍攝三維視頻圖像,采用ST-MRF模型同時(shí)跟蹤單個(gè)的電動(dòng)自行車與汽車,獲得單個(gè)的電動(dòng)自行車與汽車的交通信息;
步驟2、通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法將交通攝像頭拍攝的三維視頻圖像轉(zhuǎn)換成二維坐標(biāo)數(shù)據(jù);
步驟3、預(yù)測(cè)電動(dòng)自行車與汽車在下一幀圖像中的停車點(diǎn);
步驟4、根據(jù)停車點(diǎn)之間的距離建立駕駛員沖突判斷準(zhǔn)則。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ST-MRF模型的電動(dòng)自行車與汽車交通沖突檢測(cè)方法,其特征在于,步驟1中,ST-MRF模型的能量函數(shù)Ustmrf是:
式中:第一部分a(Nyk-μN(yùn)y)2表示在目標(biāo)地圖中,標(biāo)號(hào)的相鄰關(guān)系,第二部分b(Mxyk-μMxy)2表示在連續(xù)目標(biāo)地圖中的標(biāo)號(hào)的遮擋關(guān)系,第三部分表示與運(yùn)動(dòng)矢量有關(guān)的連續(xù)圖像中的紋理關(guān)系,第四部分表示在運(yùn)動(dòng)矢量地圖中的運(yùn)動(dòng)矢量的相鄰關(guān)系;
Nyk:指一個(gè)像素塊的相鄰像素塊和該像素塊有相同標(biāo)號(hào)的數(shù)目;
Nxk:表示一個(gè)像素塊的相鄰像素塊的數(shù)目;
Dxyk:代表t-1時(shí)刻的圖像與t時(shí)刻的圖像之間的紋理相關(guān)性,在發(fā)生遮擋時(shí),分別計(jì)算屬于各輛車的概率;
Mxyk:部分遮擋的兩個(gè)像素塊中遮擋部分的像素個(gè)數(shù);
μN(yùn)y:鄰域基團(tuán),如果使用8-鄰域基團(tuán),則μN(yùn)y=8為最大值;
Ck:當(dāng)前像素塊;
Bk:相鄰像素塊;
在(t-1)時(shí)刻,當(dāng)前像素塊與相鄰像素塊的運(yùn)動(dòng)矢量之差;
a、b、c、f和μMxy為設(shè)定的參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于ST-MRF模型的電動(dòng)自行車與汽車交通沖突檢測(cè)方法,其特征在于,根據(jù)前一時(shí)刻的目標(biāo)地圖、運(yùn)動(dòng)矢量和當(dāng)前圖像,同時(shí)考慮在相鄰像素塊中的運(yùn)動(dòng)矢量和連續(xù)圖像中的紋理關(guān)系的相似性來最小化當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)地圖和運(yùn)動(dòng)矢量的最小能量,具體包括如下步驟:
01)通過塊匹配方法獲得所有像素塊的運(yùn)動(dòng)矢量,確定運(yùn)動(dòng)矢量地圖的初始狀態(tài)V(t-1;t)=V0,V(t-1;t)表示時(shí)刻t-1到t,每個(gè)像素塊的運(yùn)動(dòng)矢量;
02)根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量地圖的初始狀態(tài),將每一像素塊的候選標(biāo)號(hào)設(shè)置為目標(biāo)地圖的初始狀態(tài)X(t)=y(tǒng)0;
03)估算目標(biāo)地圖和運(yùn)動(dòng)矢量地圖在進(jìn)行X(t)=y(tǒng)i和V(t-1;t)=Vi次迭代后的總能量,i為迭代次數(shù);
04)隨機(jī)同時(shí)轉(zhuǎn)換在當(dāng)前狀態(tài)下的目標(biāo)地圖X(t)=y(tǒng)i和運(yùn)動(dòng)矢量地圖V(t-1;t)=Vi到下一狀態(tài)的目標(biāo)地圖X(t+1)=y(tǒng)i+1和運(yùn)動(dòng)矢量地圖V(t;t+1)=Vi+1;
05)在步驟03)和04)之間反復(fù)循環(huán)操作,直到X(t)和V(t-1;t)收斂到能量函數(shù)值Ustmrf到極小值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ST-MRF模型的電動(dòng)自行車與汽車交通沖突檢測(cè)方法,其特征在于,步驟3中,電動(dòng)自行車與汽車在下一幀圖像中的制動(dòng)距離S為:
式中,ξ是速度;是附著系數(shù);ψ是道路縱坡度,%,上坡為正,下坡為負(fù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ST-MRF模型的電動(dòng)自行車與汽車交通沖突檢測(cè)方法,其特征在于,步驟4中,駕駛員沖突判斷準(zhǔn)則分為4級(jí)沖突:1級(jí),闖紅燈行為;2級(jí),輕微沖突;3級(jí),危險(xiǎn)沖突;4級(jí),嚴(yán)重沖突或發(fā)生事故,判據(jù)分別如下:
當(dāng)交叉路口是黃燈時(shí),且電動(dòng)自行車的二維坐標(biāo)落入交叉路口坐標(biāo)范圍內(nèi),則判定為1級(jí)的闖紅燈行為;
當(dāng)交叉路口是紅燈時(shí),首先,通過對(duì)圖像中的電動(dòng)自行車與汽車跟蹤獲得車輛中心X,Y坐標(biāo),用公式2預(yù)測(cè)電動(dòng)自行車與小汽車的制動(dòng)距離;然后,估算兩輛車在下一幀圖像中的停車點(diǎn),并求出兩輛車停車點(diǎn)之間的距離;最后,將兩輛車的停車點(diǎn)標(biāo)記在二維坐標(biāo)軸上,并映射在實(shí)際道路上:
如果兩輛車的停車點(diǎn)的延長(zhǎng)線不相交,則判定為2級(jí)的輕微沖突;
如果兩輛車的停車點(diǎn)之間的距離不在安全范圍內(nèi)且當(dāng)標(biāo)記在坐標(biāo)上的兩輛車的運(yùn)動(dòng)軌跡相交時(shí),則判定為3級(jí)的危險(xiǎn)沖突;
如果兩輛車的停車點(diǎn)之間的距離小于等于0,則判定為4級(jí)的嚴(yán)重沖突或發(fā)生事故。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于ST-MRF模型的電動(dòng)自行車與汽車交通沖突檢測(cè)方法,其特征在于,a=1/2,b=1/256,c=32/1000000,f=1/4,μMxy=0。