基于行車(chē)記錄儀的高速公路前車(chē)違法占道識(shí)別系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及高速公路交通違法行為取證技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于行車(chē)記錄儀 的高速公路前車(chē)違法占道識(shí)別系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高速公路被譽(yù)為一個(gè)國(guó)家走向現(xiàn)代化的橋梁，是發(fā)展現(xiàn)代交通業(yè)的必經(jīng)之路。我 國(guó)高速公路發(fā)展迅速，高速公路里程已居世界第一位。然而，違法占道行駛、超速行駛W及 疲勞駕駛等交通違法行為威脅著高速公路行車(chē)安全?，F(xiàn)有的違法占道檢測(cè)方法主要有人工 檢測(cè)和視頻檢測(cè)?，F(xiàn)有的視頻檢測(cè)一般為定點(diǎn)監(jiān)控，而定點(diǎn)監(jiān)控需在高速公路重要路段建 設(shè)監(jiān)控基站，建設(shè)成本較高，且定點(diǎn)監(jiān)控屬于抽樣式監(jiān)控，不能實(shí)現(xiàn)全面覆蓋，無(wú)法監(jiān)控視 覺(jué)盲區(qū)車(chē)輛。因此，需要更加靈活的交通違法行為識(shí)別和取證手段。
[0003] 近些年，隨著"全民執(zhí)法"概念的普及，各地交警部口鼓勵(lì)民眾對(duì)道路交通違法行 為進(jìn)行抓拍舉報(bào)活動(dòng)。行車(chē)記錄儀是目前使用最為廣泛的車(chē)載視頻裝置。在國(guó)外某些國(guó)家， 行車(chē)記錄儀的使用率已經(jīng)達(dá)到91% W上。在國(guó)內(nèi)，強(qiáng)制客貨車(chē)使用行車(chē)記錄儀的制度正在 逐步完善，且自發(fā)使用的人數(shù)也越來(lái)越多?？蒞預(yù)見(jiàn)，行車(chē)記錄儀將會(huì)在汽車(chē)上普及使用。 由于行車(chē)記錄儀的基數(shù)大，在其基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)高速公路前車(chē)違法占道識(shí)別系統(tǒng)與方法，可使 每臺(tái)裝備了行車(chē)記錄儀的車(chē)輛成為可移動(dòng)的交通違法行為舉報(bào)者，對(duì)交通違法者產(chǎn)生極大 震懾作用，更能契合交通違法行為"全民執(zhí)法"的理念。
[0004] 因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是：如何能夠提出一種新型高速 公路前車(chē)違法占道識(shí)別系統(tǒng)與方法，利用廣泛使用的行車(chē)記錄儀拍攝視頻信息，對(duì)高速公 路前車(chē)違法占道行為進(jìn)行識(shí)別和取證，能彌補(bǔ)當(dāng)前定點(diǎn)監(jiān)控的不足，為高速公路交通安全 管控提供更全面的技術(shù)支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)設(shè)置攝像頭定點(diǎn)監(jiān)控違法占 道建設(shè)成本高，且不能全面覆蓋的缺陷，提供一種利用現(xiàn)有行車(chē)記錄儀設(shè)備拍攝的視頻信 息進(jìn)行違法占道識(shí)別的基于行車(chē)記錄儀的高速公路前車(chē)違法占道識(shí)別系統(tǒng)及方法。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] 本發(fā)明提供一種基于行車(chē)記錄儀的高速公路前車(chē)違法占道識(shí)別系統(tǒng)，包括行車(chē)記 錄儀、信息存儲(chǔ)單元和供電單元，還包括:信息采集單元、抓拍單元、信息處理單元和車(chē)輛定 位單元；
[000引所述信息采集單元，與行車(chē)記錄儀連接，用于獲取行車(chē)記錄儀采集到的視頻圖像；
[0009] 所述抓拍單元，用于觸發(fā)抓拍模式，對(duì)行車(chē)記錄儀進(jìn)行抓拍操作，從信息存儲(chǔ)單元 中獲取抓拍時(shí)刻的視頻信息，并將該視頻信息另存至信息存儲(chǔ)單元；
[0010] 所述車(chē)輛定位單元，用于獲取車(chē)輛的GI^位置信息；
[0011] 所述信息處理單元，用于將抓拍時(shí)刻的視頻信息解碼為連續(xù)帖圖片，根據(jù)圖片對(duì) 車(chē)道線(xiàn)、車(chē)輛牌照和車(chē)輛目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，并根據(jù)識(shí)別結(jié)果對(duì)車(chē)輛的違法占道情況進(jìn)行判斷； 若判斷有車(chē)輛違法占道，則將抓拍時(shí)刻的視頻信息、違法占道發(fā)生時(shí)間與GPS位置信息、違 法占道車(chē)輛牌照和計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行保存。
[0012] 進(jìn)一步地，本發(fā)明的所述抓拍單元獲取到的抓拍時(shí)刻的視頻信息，包括抓拍時(shí)刻 前5秒和抓拍時(shí)刻后5秒的歷史視頻信息。
[0013] 本發(fā)明提供一種基于行車(chē)記錄儀的高速公路前車(chē)違法占道識(shí)別方法，包括W下步 驟：
[0014] S1、獲取抓拍時(shí)刻的視頻信息，將其解碼為連續(xù)帖圖片，根據(jù)連帖圖片對(duì)車(chē)道線(xiàn)、 車(chē)輛牌照和車(chē)輛目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別；
[0015] S2、根據(jù)行車(chē)記錄儀的安裝位置計(jì)算行車(chē)記錄儀的外參數(shù)，并根據(jù)該外參數(shù)建立 圖像坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系之間的關(guān)系；
[0016] S3、根據(jù)連帖圖片計(jì)算車(chē)道線(xiàn)和車(chē)輛在世界坐標(biāo)系中的位置，并計(jì)算車(chē)輛與車(chē)道 線(xiàn)的位置關(guān)系；
[0017] S4、根據(jù)每張連帖圖片中車(chē)輛與車(chē)道線(xiàn)的位置關(guān)系，繪制車(chē)輛隨時(shí)間變化的橫向 軌跡，并根據(jù)該橫向軌跡判斷車(chē)輛是否違法占道。
[0018] 進(jìn)一步地，本發(fā)明的步驟Sl中根據(jù)顏色識(shí)別和化U曲變換相結(jié)合的方式進(jìn)行車(chē)道 線(xiàn)檢測(cè)與識(shí)別，其具體步驟為：
[0019] a、收集大量高速公路車(chē)道線(xiàn)樣本，形成車(chē)道線(xiàn)樣本空間；
[0020] b、輸入待檢測(cè)圖片，找出待檢測(cè)圖片中與車(chē)道線(xiàn)樣本空間相匹配的像素點(diǎn)；
[0021] C、根據(jù)已匹配的像素點(diǎn)進(jìn)行繪圖，得到根據(jù)顏色特征檢測(cè)出的車(chē)道線(xiàn)。
[0022] 進(jìn)一步地，本發(fā)明的步驟Sl中根據(jù)模板匹配法進(jìn)行車(chē)牌照的識(shí)別，其具體步驟為：
[0023] a、進(jìn)行車(chē)牌的定位，在圖像中找出車(chē)牌區(qū)域，并對(duì)其進(jìn)行傾斜矯正；
[0024] b、對(duì)已定位的車(chē)牌區(qū)域進(jìn)行顏色識(shí)別，對(duì)已定位的車(chē)牌區(qū)域進(jìn)行對(duì)字符分割；
[0025] C、將目標(biāo)車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)字符與構(gòu)造好的字符模版進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)其相似度大小確 定識(shí)別結(jié)果，得到識(shí)別結(jié)果。
[0026] 進(jìn)一步地，本發(fā)明的步驟S2中根據(jù)3條平行車(chē)道線(xiàn)和車(chē)道寬度對(duì)行車(chē)記錄儀的外 參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。
[0027] 進(jìn)一步地，本發(fā)明的該方法還包括根據(jù)連帖圖片的時(shí)間差計(jì)算車(chē)輛速度。
[0028] 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明的基于行車(chē)記錄儀的高速公路前車(chē)違法占道識(shí) 別方法，通過(guò)顏色特征和形狀特征結(jié)合的方式進(jìn)行車(chē)道線(xiàn)檢測(cè)，并根據(jù)車(chē)道線(xiàn)和車(chē)輛的位 置關(guān)系繪制出車(chē)輛的橫向軌跡，進(jìn)而判斷車(chē)輛的違法占道情況;該方法的計(jì)算速度快，判斷 準(zhǔn)確率高;并且能夠利用現(xiàn)有的大量行車(chē)記錄儀設(shè)備，無(wú)需鋪設(shè)大量的定點(diǎn)監(jiān)控設(shè)備，節(jié)約 了成本，為高速公路交通安全提供了技術(shù)支持。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：
[0030] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的基于行車(chē)記錄儀的高速公路前車(chē)違法占道識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0031] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的基于行車(chē)記錄儀的高速公路前車(chē)違法占道識(shí)別方法的流程 圖；
[0032] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的基于行車(chē)記錄儀的高速公路前車(chē)違法占道識(shí)別方法的檢測(cè) 示意圖（1);
[0033] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例的基于行車(chē)記錄儀的高速公路前車(chē)違法占道識(shí)別方法的檢測(cè) 示意圖（2);
[0034] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例的基于行車(chē)記錄儀的高速公路前車(chē)違法占道識(shí)別方法的總體 流程圖；
[0035] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例的基于行車(chē)記錄儀的高速公路前車(chē)違法占道識(shí)別方法的數(shù)據(jù) 處理流程圖；
[0036] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例的基于行車(chē)記錄儀的高速公路前車(chē)違法占道識(shí)別方法的參考 坐標(biāo)系（1);
[0037] 圖8是本發(fā)明實(shí)施例的基于行車(chē)記錄儀的高速公路前車(chē)違法占道識(shí)別方法的參考 坐標(biāo)系(2)。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用W解釋本發(fā)明，并不 用于限定本發(fā)明。
[0039] 如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的基于行車(chē)記錄儀的高速公路前車(chē)違法占道識(shí)別系統(tǒng)， 包括行車(chē)記錄儀、信息存儲(chǔ)單元和供電單元，其特征在于，還包括:信息采集單元、抓拍單 元、信息處理單元和車(chē)輛定位單元；
[0040] 信息采集單元，與行車(chē)記錄儀連接，用于獲取行車(chē)記錄儀采集到的視頻圖像；
[0041] 抓拍單元，用于觸發(fā)抓拍模式，對(duì)行車(chē)記錄儀進(jìn)行抓拍操作，從信息存儲(chǔ)單元中獲 取抓拍時(shí)刻的視頻信息，并將該視頻信息另存至信息存儲(chǔ)單元；
[0042] 車(chē)輛定位單元，用于獲取車(chē)輛的GI^位置信息；
[0043] 信息處理單元，用于將抓拍時(shí)刻的視頻信息解碼為連續(xù)帖圖片，根據(jù)圖片對(duì)車(chē)道 線(xiàn)、車(chē)輛牌照和車(chē)輛目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，并根據(jù)識(shí)別結(jié)果對(duì)車(chē)輛的違法占道情況進(jìn)行判斷;若判 斷有車(chē)輛違法占道，則將抓拍時(shí)刻的視頻信息、違法占道發(fā)生時(shí)間與GPS位置信息、違法占 道車(chē)輛牌照和計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行保存。
[0044] 現(xiàn)有的車(chē)載行車(chē)記錄儀已具備錄像和視頻存儲(chǔ)的功能，系統(tǒng)W車(chē)載行車(chē)記錄儀作 為信息采集單元的信息采集裝置。若不觸發(fā)抓拍單元，系統(tǒng)一直處于行車(chē)記錄儀模式。當(dāng)本 車(chē)人員懷疑前方車(chē)輛存在違法占道行為時(shí)，則通過(guò)抓拍單元對(duì)嫌疑車(chē)輛進(jìn)行抓拍，抓拍單 元會(huì)對(duì)行車(chē)記錄儀進(jìn)行抓拍操作，從信息存儲(chǔ)單元中調(diào)取抓拍時(shí)刻前5秒的歷史視頻信息， 并拍攝抓拍發(fā)生后5秒的視頻信息，將抓拍前后5秒共10秒的視頻信息另存至信息存儲(chǔ)單 元。與此同時(shí)，信息處理單元通過(guò)車(chē)輛定位單元中的GPS獲取違法占道發(fā)生時(shí)間與地點(diǎn)。抓 拍視頻獲取之后，信息處理單元對(duì)抓拍的視頻進(jìn)行分析，將視頻解碼為連續(xù)帖圖片，根據(jù)圖 片實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)道線(xiàn)、車(chē)輛牌照和車(chē)輛目標(biāo)的識(shí)別，依據(jù)識(shí)別出的車(chē)道線(xiàn)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行定位，計(jì)算 目標(biāo)車(chē)輛與車(chē)道線(xiàn)的位置關(guān)系，通過(guò)連續(xù)帖圖片的車(chē)輛位置繪制車(chē)輛的橫向軌跡，判定前 方車(chē)輛是否違法占道，如果判定為違法占道，則將視頻數(shù)據(jù)、違法占道發(fā)生時(shí)間與地點(diǎn)、違 法占道車(chē)輛牌照和計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行保存，作為判定車(chē)輛違法占道的證據(jù)。