一种基于视频的道路防堵塞方法及实现装置

摘要

本发明公开了一种基于视频的道路防堵塞方法及实现装置，包括以下步骤：步骤一，在路口各个方向交通灯处安装视频装置，并设置视频图像中指定区域为道路堵塞的标志区域；步骤二，某方向车辆允许通行后，相应通行方向的控制模块开始工作；步骤三，控制模块根据相应堵塞范围视频图像做出检测判断，控制信号灯禁止或允许车辆通行；步骤四，某方向车辆禁止通行后，该方向控制模块停止工作。本发明克服了传统交通信号灯无法依据实际道路情况指挥交通的不足，且能够保证闲时道路畅通，控制简单，效果突出。

主权项

一种基于视频的道路防堵塞方法，包括以下四个步骤：步骤一，在路口各个方向交通信号灯处安装视频设备及相应的控制模块，采集道路无车辆行驶时的图像，设置视频图像中道路的堵塞范围以及车辆静止阈值时间，以备控制模块检测使用；步骤二，当某个通行方向交通信号灯处于允许通行状态，控制模块开始对该方向视频设备采集到的图像进行堵塞范围车辆检测；步骤三，当控制模块检测到该方向堵塞范围内有车辆，并且在车辆静止阈值时间内保持静止，则向该方向的信号灯发送指令，使其立即提前跳转为禁止通行状态，即提前进入正常禁止通行周期；步骤四，该方向的交通信号灯处于禁止通行状态，则相应控制模块停止对视频图像中堵塞范围的检测和判断操作；当该方向的信号灯再次进入允许通行状态，重复步骤二至四；步骤一中，所述视频设备，选择安装在对应交通信号灯附近，不影响信号指示的位置；所述堵塞范围选取与设定，是对视频图像的中堵塞区域的设定，通过判断该区域中是否存在静止车辆来控制该方向的交通信号灯允许或禁止通行；所述车辆静止阈值时间T_th的选取与设定，能使控制模块准确判断车辆的运动状态，获取道路状况信息，对堵塞道路做出判断，并将标志信号Flag传递给交通信号灯，假设采样到的相同图像从第一帧到最后一帧的时间为t_s，具体公式如下：步骤二中，所述交通信号灯指示允许通行，相应控制模块开始检测视频图像中的堵塞范围，此过程是通过交通信号的允许通行信号触发和传递的；步骤三中，所述视频设备和相应交通信号灯交互控制与反馈机制，是通过该方向上的控制模块对信号的处理和传递实现的，有效控制交通信号灯的指示信号；对于交通信号灯的控制，能够控制交通信号灯在采集到的实际道路交通情况的基础上做出判断和指示；在信号灯处于禁止通行状态时，停止控制模块对视频设备采集到的图像的堵塞范围检测和判断，实现两者之间的相互控制与反馈机制；所述视频设备通过控制模块控制交通信号灯指示信号，视频设备对道路交通状况的图像采集能够迅速，准确的反映道路交通状况，为堵塞范围的检测提供了有效的视频图像信息；所述堵塞范围可针对不同的路段、路况的实际道路交通情况设定，并根据视频设备采集到的实际道路图像做出选择和调整；所述车辆静止阈值时间，用于灵活判断车辆行驶情况，可根据车速路况的道路交通情况做出选择和调整，并产生标志信号以控制交通信号的指示信号；所述道路无车辆行驶时的图像，用于将道路视频图像处于静止时刻的图像与道路无车辆行驶时的图像通过相应控制模块进行对比，判定道路是否处于堵塞状态；所述控制模块能够依据交通灯的指示状态，开启或停止对相应视频设备拍摄道路图像的中堵塞范围的检测，交通信号灯指示允许通行时，控制模块开始对相应道路图像进行检测；控制交通信号灯禁止通行的指示信号有二，分别是：交通信号灯自带的时钟控制触发信号和控制模块处理传递的触发信号；其一，交通信号灯自带的时钟控制是按照常规的交通灯控制方式进行控制，在设定的时钟周期结束时自动跳转；其二，视频设备负责采集道路交通状况的图像信息，相应控制模块通过检测视频图像堵塞范围，判断该范围内是否有车辆，若有车辆则判断车辆在车辆静止阈值时间内是否保持静止；判断的具体算法如下：首先，控制模块判断视频图像在一定时间，即车辆静止阈值时间内是否有变化，此操作是通过对比不同时刻的视频图像，即比较相邻两帧的道路图像是否相同，以上一帧图像为基准，将当前帧与上一帧进行比较，并设定图像相似度阈值f1_th进行图像对比；如对比不相同，则从当前帧时刻重新开始计时，并判定该时刻车辆处于行驶状态；如图像对比相同，则从上一帧开始计时，继续对比相邻两帧图像是否相同；当车辆静止阈值时间T_th内各帧图像相同，则判定该时刻车辆处于静止状态或道路无车辆行驶，并进入下一步判断：即判断该时刻的道路视频图像与道路无车辆行驶的图像是否相同，以道路无车辆状态下的图像为基准进行比较，并设定图像相似度阈值f2_th，如图像对比相同，则判定该方向的道路处于无车辆行驶状态，交通信号灯指示状态保持不变；如图像对比不相同，则判定该方向的道路处于堵塞状态，并控制信号反馈给交通信号灯，指示其立即跳转为禁止通行状态；其中，具体的视频图像相似度对比方法如下：将基准图像和待比较图像分别划分为M×N的两个图像块，计算两幅图像对应图像块之间的相似度，如各图像块的相似度均大于设定的图像相似度阈值f1_th或f2_th，即可判定两幅图像相同，否则，判定两幅图像相异；所述控制模块能够将视频设备采集到的道路图像信息进行分析处理，控制模块判断视频图像在一定时间内是否保持静止，即比较当前帧与上一帧的道路图像是否相同；如对比不相同，则从当前帧时刻重新开始计时；如对比相同，则从上 一帧开始计时；当车辆静止阈值时间内各帧图像均相同，则进入下一步判断：即判断该时刻的道路视频图像与道路无车辆行驶的图像是否相同，如两幅图像对比相同，则判定该方向的道路处于无车辆行驶状态，交通信号灯指示状态保持不变；如两幅图像对比不相同，则判定该方向的道路处于堵塞状态，并控制信号反馈给交通信号灯，指示其立即跳转为禁止通行状态；所述交通信号灯指示信号对于相应控制模块工作状态的控制，信号灯处于允许通行状态，控制模块开始对视频设备采集到的道路状况图像进行检测堵塞判断；信号灯处于禁止通行状态，控制模块停止对视频设备采集到的道路状况图像进行检测堵塞判断。