逄麒珉 孟令元

【摘 要】隨著越來(lái)越多的監(jiān)控視頻設(shè)備應(yīng)用在交通系統(tǒng)中，交通管理人員對(duì)道路交通的狀況的掌握越來(lái)越直接有效，可以隨時(shí)根據(jù)采集到的視頻信息對(duì)交通狀況做出及時(shí)有效的判斷。但是隨著視頻設(shè)備的增多，也為監(jiān)控人員帶來(lái)了很多麻煩，其中最大的問(wèn)題就是工作量的增大，有時(shí)往往力不從心。本文就是在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究目標(biāo)的行為狀態(tài)和方式，同時(shí)對(duì)道路交通異常情況的預(yù)警技術(shù)進(jìn)行初步的探討?！娟P(guān)鍵詞】智能交通，監(jiān)控，預(yù)警

【中圖分類(lèi)號(hào)】TP273 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）03-0136-01

對(duì)于運(yùn)動(dòng)中的物體，我們最為感興趣的信息就是它們的速度和運(yùn)動(dòng)方向。所以這一節(jié)我們主要研究如何獲得目標(biāo)的速度和方向。

1運(yùn)動(dòng)速度的獲取

在交通監(jiān)控視頻中，速度是交通運(yùn)輸工具的一個(gè)最重要的特征，提取交通工具的速度，對(duì)分析其行為至關(guān)重要，同時(shí)也是分析交通異常情況的一個(gè)重要參考數(shù)據(jù)。由于監(jiān)控視頻監(jiān)控的范圍有限，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)從進(jìn)入視頻到消失的時(shí)間比較短，在這么短時(shí)間的范圍內(nèi)，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的速度一般不會(huì)產(chǎn)生很大的變化，近似于勻速運(yùn)動(dòng)。所以本文將目標(biāo)的加速度假定為零，而只計(jì)算運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的平均速度。圖1 視頻中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的速度

2運(yùn)動(dòng)方向的獲取

目標(biāo)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中肯定有方向，這是運(yùn)動(dòng)中的物體的另一個(gè)重要特征。獲取目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向，也是本文研究的一個(gè)重點(diǎn)。在交通監(jiān)控視頻中，監(jiān)控的對(duì)象主要是交通工具和人，而這兩者的運(yùn)動(dòng)都受到交通規(guī)則的限制，具有一定的方向性，不能隨意改變運(yùn)動(dòng)方向。通過(guò)跟蹤鏈表L中記錄的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在每一幀圖像中的位置信息，我們可以畫(huà)出每一個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖2所示：通過(guò)觀察目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡，可以發(fā)現(xiàn)在正常行駛中的交通工具，它們都會(huì)沿著大致的前進(jìn)方向前行，不會(huì)有很大的改變。它們行駛的軌跡近似一條直線(xiàn)，即使其中有些彎路行駛，但將其運(yùn)動(dòng)軌跡分段，每一段我們?nèi)匀豢梢钥闯梢粭l直線(xiàn)段。本文利用這一特點(diǎn)，采用最小二乘法對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的行駛軌跡進(jìn)行分段直線(xiàn)擬合，并求出分線(xiàn)段的斜率，利用所求斜率計(jì)算目標(biāo)的行駛方向。圖2目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡

最小二乘法是將一組符合Y=kX+b關(guān)系的測(cè)量數(shù)據(jù)，用計(jì)算的方法求出最佳的參數(shù)k和b，其中k表示直線(xiàn)的斜率，b表示截距[886]。

通常我們可以通過(guò)測(cè)量得到一系列的關(guān)于（x，y）的成對(duì)數(shù)據(jù)（x1，y1；x2，y2；…；xn，yn），每對(duì)（x，y）可以當(dāng)作一個(gè)點(diǎn)投影到x-y坐標(biāo)系中，如果它們均勻的分布在一條直線(xiàn)附近，滿(mǎn)足線(xiàn)性關(guān)系，我們就可以利用這些測(cè)量數(shù)據(jù)求出最佳的k和b。設(shè)這個(gè)直線(xiàn)方程為：

y=kx+b （4）

對(duì)滿(mǎn)足線(xiàn)性關(guān)系的一組等精度測(cè)量數(shù)據(jù)（xi，yi），這里假定自變量xi的誤差可以忽略不計(jì)，而測(cè)量點(diǎn)yi受到一定誤差的干擾，與直線(xiàn)上的點(diǎn)kxi+b的偏差di可以表示為：

d1=y1-kx1-b

d2=y2-kx2-b （5）

：

dn=yn-kxn-b

顯然最理想的結(jié)果就是d1= d2=…= dn =0，這樣x，y的測(cè)量數(shù)據(jù)就完全滿(mǎn)足方程，即它們是一條直線(xiàn)。但受到測(cè)量誤差的干擾，這些測(cè)量點(diǎn)不可能都在直線(xiàn)上，我們只有折中取d1、d2、…、dn為最小時(shí)，計(jì)算得到的k和b最理想。如何保證d1、d2、…、dn最小，換個(gè)思維也就是考慮圖4目標(biāo)在不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向

參考文獻(xiàn)

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