機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍系統與識別方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍系統與識別方法，所述自動抓拍系統包括下述子系統：系統管理子系統，用于配置和管理機動車斑馬線未禮讓行人的自動抓拍；圖像采集子系統，用于采集斑馬線和機動車道區(qū)域的圖像數據；違章抓拍子系統，在斑馬線區(qū)域對未禮讓行人的機動車進行抓拍和取證；數據存儲子系統，用于保存原始圖像及抓拍的違章圖像和視頻；網絡傳輸子系統，用于將抓拍的圖像和視頻數據上傳至交警平臺或服務器。本發(fā)明中提出了基于車頭抓拍的識別方法，除了可以抓拍直行未禮讓行人的機動車，還可以抓拍轉彎時未禮讓行人的機動車；而且，由于是采用車頭抓拍的方式，抓拍的圖像中機動車與行人的位置關系明確，不存在遮擋問題。
【專利說明】機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍系統與識別方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于智能交通監(jiān)控領域，具體地說是涉及一種機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍系統與識別方法。

【背景技術】
[0002]隨著人民生活水平的不斷提高，機動車的保有量逐年增加，人、車、路的矛盾日益突出，文明參與交通的要求顯得非常迫切。按照《道路交通安全法》規(guī)定，在斑馬線區(qū)域行人擁有優(yōu)先通行權，機動車行駛至附近需主動停下來禮讓行人。遺憾的是，現實中，很多機動車在斑馬線前不減速、不禮讓，機動車與行人爭搶極易引發(fā)交通事故。因此，交管部門除了加大宣傳和巡邏力度外，還需采用電子警察來對違章的機動車進行抓拍和處罰，從而糾正駕駛員的不良行為。
[0003]中國專利CN201210040225提供了一種機動車斑馬線不禮讓行人行為抓拍系統及其方法，可以無需人力成本并自動地對機動車不理讓行人的違規(guī)違章行為進行取證。該系統中采用兩個攝像機分別采集斑馬線上的行人圖像和經過斑馬線的機動車道上的機動車圖像，然后由行人檢測單元檢測斑馬線上的行人，機動車檢測與抓拍單元檢測機動車，當檢測到有機動車位于斑馬線上，并且行人檢測單元檢測到的行人人數大于預定門限時，系統開始抓拍違章圖像。該系統存在以下幾個不足:
(1)通過兩個攝像機來采集圖像，增加了系統的安裝和維護成本；
(2)由于同時要處理兩個攝像機采集的圖像數據，算法耗時較高，而且對系統硬件的要求也較高；
(3)機動車圖像采集單元中攝像機是按照機動車駛離的方向安裝的(即車尾抓拍)，因此抓拍的圖像中機動車較小，而且，由于視角關系，當攝像機安裝高度較低時，系統抓拍的取證圖像中容易出現機動車遮擋行人的問題；
(4)抓拍依據不夠充分，沒有考慮到機動車與行人的位置關系和所在的車道關系，因此，抓拍的圖像中機動車與行人的位置關系不明確，容易引起爭議。


【發(fā)明內容】

[0004]為了克服現有技術存在的不足，本發(fā)明提供了一種機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍系統與識別方法。不僅可以抓拍直行未禮讓行人的機動車，還可以抓拍轉彎時未禮讓行人的機動車，解決了現有技術中對轉彎時未禮讓行人的機動車難以抓拍的問題。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為:
一種機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍系統，所述自動抓拍系統包括下述子系統:
系統管理子系統，用于配置和管理機動車斑馬線未禮讓行人的自動抓拍；
圖像采集子系統，用于采集斑馬線和機動車道區(qū)域的圖像數據；
違章抓拍子系統，在斑馬線區(qū)域對未禮讓行人的機動車進行抓拍和取證；
數據存儲子系統，用于保存原始圖像及抓拍的違章圖像和視頻； 網絡傳輸子系統，用于將抓拍的圖像和視頻數據上傳至交警平臺或服務器。
[0006]作為優(yōu)選，所述圖像采集子系統中采用了一臺攝像機進行圖像采集，所述攝像機正對著機動車駛入的方向安裝。攝像機逆機動車行駛方向設置，視野清晰，抓拍的圖像中機動車與行人的位置關系明確，不存在遮擋問題；而且機動車在成像中圖像越來越大，違法證據充分，處罰不存在爭議。
[0007]作為優(yōu)選，所述攝像機采用高清攝像機。
[0008]作為優(yōu)選，所述違章抓拍子系統包括以下子單元:
機動車識別子單元，用于檢測是否有機動車駛入斑馬線區(qū)域；
行人識別子單元，用于檢測斑馬線區(qū)域是否存在行人，當斑馬線區(qū)域檢測到行人后，進一步計算行人的移動方向；
違法行為識別子單元，用于識別在斑馬線區(qū)域是否存在機動車未禮讓行人的行為；
抓拍取證子單元，用于違法行為的抓拍取證，若檢測到機動車斑馬線未禮讓行人，從圖像采集子系統中至少提取出包括車輛特寫圖在內的四張取證圖像及違章過程視頻。
[0009]作為優(yōu)選，所述機動車識別子單元還包括以下子單元:
機動車檢測子單元，用于檢測出機動車道上的機動車；
機動車方向檢測子單元，用于計算機動車的移動方向。
[0010]作為優(yōu)選，所述行人識別子單元還包括以下子單元:
行人檢測子單元，用于檢測出斑馬線區(qū)域的行人；
行人方向檢測子單元，用于計算行人的移動方向。
[0011]作為優(yōu)選，所述網絡傳輸子系統有兩種工作模式:
Ca)直接從違章抓拍子系統中實時地將違章數據上傳至交警平臺或服務器；
(b)從數據存儲子系統中按固定時間集中上傳至交警平臺或服務器。
[0012]一種機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍的識別方法，包括下述步驟:
(1)圖像采集:正對著機動車駛入的方向安裝攝像機，采集機動車道和斑馬線區(qū)域的圖像；
(2)路口停止線前機動車檢測:檢測路口停止線前是否存在機動車；
(3)路口停止線前機動車方向檢測:如果檢測到機動車，則計算該機動車的方向；反之，返回步驟(2)；
(4)斑馬線區(qū)域行人檢測:如果步驟(3)檢測到機動車的移動方向是朝向相機的，則檢測斑馬線區(qū)域是否存在行人；反之，返回步驟(3)；
(5)斑馬線區(qū)域行人方向檢測:如果步驟(4)檢測到行人，則計算該行人的移動方向；反之，返回步驟(4);
(6)斑馬線區(qū)域機動車檢測:如果步驟(5)判斷出行人正在橫穿斑馬線，則檢測斑馬線區(qū)域是否存在機動車；反之，返回步驟(5)；
(7)斑馬線區(qū)域機動車方向檢測:如果步驟(6)斑馬線區(qū)域檢測到機動車，則計算斑馬線上機動車的移動方向；反之，返回步驟(6)；
(8)斑馬線區(qū)域機動車搶行識別:如果步驟(7)檢測到機動車的移動方向是朝向相機的，則判斷該機動車是否存在與行人搶行的行為；反之，返回步驟(7)；
(9)機動車駛離斑馬線檢測:如果步驟(8)判斷出機動車斑馬線區(qū)域存在搶行的行為，則繼續(xù)跟蹤該機動車的運行軌跡；反之，返回步驟(8)；
(10)自動抓拍取證:如果步驟(9)檢測到機動車未停車讓行，繼續(xù)穿過行人駛離斑馬線，則進行抓拍取證工作；反之，返回(9)。
[0013]作為優(yōu)選，步驟(8)中，斑馬線區(qū)域機動車搶行識別包括以下幾個步驟:
a)判斷機動車的移動方向與行人的移動方向是否相交；
b)計算斑馬線上行人所在的車道編號；
c)計算斑馬線上機動車所在的車道編號；
d)若斑馬線上存在機動車與行人前進方向相交，并且機動車與行人是相鄰車道，那么機動車在斑馬線區(qū)域就構成了搶行行為。
[0014]作為優(yōu)選，步驟(10)中，提取至少四張取證圖像和一段違章過程視頻，所述取證圖像為三張人車位置關系圖及一張機動車特寫圖，所述人車位置關系圖分別為機動車在斑馬線前、斑馬線中、斑馬線后的圖像。
[0015]本發(fā)明中提出了基于車頭(逆機動車行駛方向)抓拍的機動車未禮讓行人的識別方法，該方法除了可以抓拍直行未禮讓行人的機動車，還可以抓拍轉彎時未禮讓行人的機動車；而且，由于是采用車頭抓拍的方式，抓拍的圖像中機動車與行人的位置關系明確，不存在遮擋問題。
[0016]與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果有以下幾點:
(1)采用視頻分析的方式對機動車斑馬線未禮讓行人的行為進行自動抓拍，便于設備的安裝和維護；
(2)成本低，只需一臺攝像機采集行人和機動車圖像數據；
(3)沿機動車駛入的逆向安裝高清攝像機，抓拍的圖像中機動車區(qū)域越來越大，機動車和行人在車道上的位置關系非常清晰，有益于提高系統抓拍的準確率；
(4)所有抓拍的圖像和過程錄像均為機動車的正面影像，機動車與行人的位置關系在圖像上不存在遮擋，證據清晰明了，無爭議；
(5)適用范圍廣，在白天和夜間均能正常工作，并且可以對直行和轉彎的未禮讓行人的機動車進行抓拍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1本發(fā)明機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍系統的結構框圖；
圖2是本發(fā)明圖像采集子系統的結構示意圖；
圖3是本發(fā)明違章抓拍子系統的結構框圖；
圖4是本發(fā)明機動車識別子單元的結構框圖；
圖5是本發(fā)明行人識別子單元的結構示框圖；
圖6是本發(fā)明機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍識別方法的流程框圖；
圖7是本發(fā)明機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍識別方法中斑馬線區(qū)域機動車搶行識別的流程框圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。
[0019]實施例1
參照圖1，一種機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍系統，所述自動抓拍系統包括下述子系統:
系統管理子系統，用于配置和管理機動車斑馬線未禮讓行人的自動抓拍；
圖像采集子系統，用于采集斑馬線和機動車道區(qū)域的圖像數據；
違章抓拍子系統，核心子系統，在斑馬線區(qū)域對未禮讓行人的機動車進行抓拍和取證；
數據存儲子系統，用于保存原始圖像及抓拍的違章圖像和視頻；
網絡傳輸子系統，用于將抓拍的圖像和視頻數據上傳至交警平臺或服務器。
[0020]參照圖2，所述圖像采集子系統中采用了一臺攝像機I進行圖像采集，所述攝像機采用高清攝像機，圖像視頻清晰，證據明確無異議；所述攝像機I正對著機動車2駛入的方向安裝，可同時采集斑馬線3與機動車道區(qū)域4的圖像數據。攝像機逆機動車行駛方向設置，視野清晰，抓拍的圖像中機動車2與行人5的位置關系明確，不存在遮擋問題；而且機動車在成像中圖像越來越大，違法證據充分，處罰不存在爭議。
[0021]參照圖3，所述違章抓拍子系統包括以下子單元:
機動車識別子單元，用于檢測是否有機動車駛入斑馬線區(qū)域；
行人識別子單元，用于檢測斑馬線區(qū)域是否存在行人，當斑馬線區(qū)域檢測到行人后，進一步計算行人的移動方向；
違法行為識別子單元，用于識別在斑馬線區(qū)域是否存在機動車未禮讓行人的行為；
抓拍取證子單元，用于違法行為的抓拍取證，若檢測到機動車斑馬線未禮讓行人，從圖像采集子系統中至少提取出包括車輛特寫圖在內的四張取證圖像及違章過程視頻，方便查證。
[0022]參照圖4，所述機動車識別子單元還包括以下子單元:
機動車檢測子單元，用于檢測出機動車道上的機動車；
機動車方向檢測子單元，用于計算機動車的移動方向。
[0023]參照圖5，所述行人識別子單元還包括以下子單元:
行人檢測子單元，用于檢測出斑馬線區(qū)域的行人；
行人方向檢測子單元，用于計算行人的移動方向。
[0024]此外，行人識別子單元不僅可以識別出斑馬線區(qū)域的行人，還可以識別出騎著自行車、摩托車和三輪車的行人。
[0025]根據系統管理子系統的設置，所述網絡傳輸子系統有兩種工作模式:
Ca)直接從違章抓拍子系統中實時地將違章數據上傳至交警平臺或服務器；
(b)從數據存儲子系統中按固定時間集中上傳至交警平臺或服務器。
[0026]實施例2
參照圖6，圖7，一種機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍的識別方法，包括下述步驟:
(1)圖像采集:正對著機動車駛入的方向安裝攝像機，采集機動車道和斑馬線區(qū)域的圖像；
(2)路口停止線前機動車檢測:檢測路口停止線前是否存在機動車； (3)路口停止線前機動車方向檢測:如果檢測到機動車，則計算該機動車的方向；反之，返回步驟(2);
(4)斑馬線區(qū)域行人檢測:如果步驟(3)檢測到機動車的移動方向是朝向相機的，則檢測斑馬線區(qū)域是否存在行人；反之，返回步驟(3)；
(5)斑馬線區(qū)域行人方向檢測:如果步驟(4)檢測到行人，則計算該行人的移動方向；反之，返回步驟(4);
(6)斑馬線區(qū)域機動車檢測:如果步驟(5)判斷出行人正在橫穿斑馬線，則檢測斑馬線區(qū)域是否存在機動車；反之，返回步驟(5)；
(7)斑馬線區(qū)域機動車方向檢測:如果步驟(6)斑馬線區(qū)域檢測到機動車，則計算斑馬線上機動車的移動方向；反之，返回步驟(6)；
(8)斑馬線區(qū)域機動車搶行識別:如果步驟(7)檢測到機動車的移動方向是朝向相機的，則判斷該機動車是否存在與行人搶行的行為；反之，返回步驟(7)；
(9)機動車駛離斑馬線檢測:如果步驟(8)判斷出機動車斑馬線區(qū)域存在搶行的行為，則繼續(xù)跟蹤該機動車的運行軌跡；反之，返回步驟(8)；
(10)自動抓拍取證:如果步驟(9)檢測到機動車未停車讓行，繼續(xù)穿過行人駛離斑馬線，則進行抓拍取證工作；反之，返回(9)。
[0027]步驟(8)中，斑馬線區(qū)域機動車搶行識別包括以下幾個步驟:
a)判斷機動車的移動方向與行人的移動方向是否相交；
b)計算斑馬線上行人所在的車道編號；
c)計算斑馬線上機動車所在的車道編號；
d)若斑馬線上存在機動車與行人前進方向相交，并且機動車與行人是相鄰車道，那么機動車在斑馬線區(qū)域就構成了搶行行為。
[0028]步驟(10)中，提取至少四張取證圖像和一段違章過程視頻，所述取證圖像為三張人車位置關系圖及一張機動車特寫圖，所述人車位置關系圖分別為機動車在斑馬線前、斑馬線中、斑馬線后的圖像。
[0029]本發(fā)明適用范圍廣，不僅可以在直行路段對斑馬線區(qū)域未禮讓行人的機動車進行自動抓拍取證；還可以在轉彎路段對斑馬線區(qū)域未禮讓行人的機動車進行自動抓拍取證；另外，本發(fā)明白天和夜間均能對斑馬線區(qū)域未禮讓行人的機動車進行自動抓拍取證。
【權利要求】
1.一種機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍系統，其特征在于:所述自動抓拍系統包括下述子系統: 系統管理子系統，用于配置和管理機動車斑馬線未禮讓行人的自動抓拍； 圖像采集子系統，用于采集斑馬線和機動車道區(qū)域的圖像數據； 違章抓拍子系統，在斑馬線區(qū)域對未禮讓行人的機動車進行抓拍和取證； 數據存儲子系統，用于保存原始圖像及抓拍的違章圖像和視頻； 網絡傳輸子系統，用于將抓拍的圖像和視頻數據上傳至交警平臺或服務器。
2.根據權利要求1所述的機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍系統，其特征在于:所述圖像采集子系統中采用了一臺攝像機進行圖像采集，所述攝像機正對著機動車駛入的方向安裝。
3.根據權利要求2所述的機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍系統，其特征在于:所述攝像機采用高清攝像機。
4.根據權利要求1所述的機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍系統，其特征在于:所述違章抓拍子系統包括以下子單元: 機動車識別子單元，用于檢測是否有機動車駛入斑馬線區(qū)域； 行人識別子單元，用于檢測斑馬線區(qū)域是否存在行人，當斑馬線區(qū)域檢測到行人后，進一步計算行人的移動方向； 違法行為識別子單元，用于識別在斑馬線區(qū)域是否存在機動車未禮讓行人的行為； 抓拍取證子單元，用于違法行為的抓拍取證，若檢測到機動車斑馬線未禮讓行人，從圖像采集子系統中至少提取出包括車輛特寫圖在內的四張取證圖像及違章過程視頻。
5.根據權利要求4所述的機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍系統，其特征在于:所述機動車識別子單元還包括以下子單元: 機動車檢測子單元，用于檢測出機動車道上的機動車； 機動車方向檢測子單元，用于計算機動車的移動方向。
6.根據權利要求4所述的機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍系統，其特征在于:所述行人識別子單元還包括以下子單元: 行人檢測子單元，用于檢測出斑馬線區(qū)域的行人； 行人方向檢測子單元，用于計算行人的移動方向。
7.根據權利要求1所述的機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍系統，其特征在于:所述網絡傳輸子系統有兩種工作模式: Ca)直接從違章抓拍子系統中實時地將違章數據上傳至交警平臺或服務器； (b)從數據存儲子系統中按固定時間集中上傳至交警平臺或服務器。
8.權利要求1?7任一種自動抓拍系統進行機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍的識別方法，其特征在于包括下述步驟: (1)圖像采集:正對著機動車駛入的方向安裝攝像機，采集機動車道和斑馬線區(qū)域的圖像； (2)路口停止線前機動車檢測:檢測路口停止線前是否存在機動車； (3)路口停止線前機動車方向檢測:如果檢測到機動車，則計算該機動車的方向；反之，返回步驟(2)； (4)斑馬線區(qū)域行人檢測:如果步驟(3)檢測到機動車的移動方向是朝向相機的，則檢測斑馬線區(qū)域是否存在行人；反之，返回步驟(3)； (5)斑馬線區(qū)域行人方向檢測:如果步驟(4)檢測到行人，則計算該行人的移動方向；反之，返回步驟(4)； (6)斑馬線區(qū)域機動車檢測:如果步驟(5)判斷出行人正在橫穿斑馬線，則檢測斑馬線區(qū)域是否存在機動車；反之，返回步驟(5)； (7)斑馬線區(qū)域機動車方向檢測:如果步驟(6)斑馬線區(qū)域檢測到機動車，則計算斑馬線上機動車的移動方向；反之，返回步驟(6)； (8)斑馬線區(qū)域機動車搶行識別:如果步驟(7)檢測到機動車的移動方向是朝向相機的，則判斷該機動車是否存在與行人搶行的行為；反之，返回步驟(7)； (9)機動車駛離斑馬線檢測:如果步驟(8)判斷出機動車斑馬線區(qū)域存在搶行的行為，則繼續(xù)跟蹤該機動車的運行軌跡；反之，返回步驟(8)； (10)自動抓拍取證:如果步驟(9)檢測到機動車未停車讓行，繼續(xù)穿過行人駛離斑馬線，則進行抓拍取證工作；反之，返回(幻。
9.根據權利要求8所述的機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍的識別方法，其特征在于:^^(8)中，斑馬線區(qū)域機動車搶行識別包括以下幾個步驟:
判斷機動車的移動方向與行人的移動方向是否相交； 幻計算斑馬線上行人所在的車道編號； 0)計算斑馬線上機動車所在的車道編號； (1)若斑馬線上存在機動車與行人前進方向相交，并且機動車與行人是相鄰車道，那么機動車在斑馬線區(qū)域就構成了搶行行為。
10.根據權利要求8所述的機動車斑馬線未禮讓行人自動抓拍的識別方法，其特征在于:^^(10)中，提取至少四張取證圖像和一段違章過程視頻，所述取證圖像為三張人車位置關系圖及一張機動車特寫圖，所述人車位置關系圖分別為機動車在斑馬線前、斑馬線中、斑馬線后的圖像。
【文檔編號】G08G1/01GK104361747SQ201410630320
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權日:2014年11月11日
【發(fā)明者】葉修梓, 徐舒暢, 李斌 申請人:杭州新迪數字工程系統有限公司