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专利号: 2025105452427
申请人: 无锡金鑫集团股份有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-12-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种公路交通的异常状况检测方法,其特征在于,包括以下步骤:通过道路监控视频图像中的语义分割,提取出道路监测区域,获得连续的交通观测帧序列;

对帧序列中的车辆目标进行跨帧多目标跟踪,并结合运动轨迹、目标尺寸及遮挡情况,构建对应的车辆运动状态时序向量;

基于时序向量,采用轨迹聚合算法提取交通流演变特征,识别异常行为模式;

针对检测到的异常行为区域,结合车辆之间的时空关系构建图神经网络模型,分析交通交互结构的局部突变节点;

根据图神经网络的输出结果,并结合交通图像中的全局结构熵变化趋势,判断是否存在宏观交通异常事件;

其中,判断是否存在宏观交通异常事件的方式为:

构建交通状态图,并计算对应的全局结构熵;若检测到连续多个时间点熵值急剧下降且变化率异常,则判定发生宏观交通异常事件;

若存在,根据识别出的交通异常事件的类型、时长和覆盖范围,在地图上生成交通异常分布热力图,并输出事件标签用于交通调度响应。

2.根据权利要求1所述的一种公路交通的异常状况检测方法,其特征在于,构建对应的车辆运动状态时序向量过程为:对语义分割处理后的每一帧图像,应用目标检测算法检测图像中所有车辆目标,提取出每辆车的边界框、置信度、类别标签,生成初步的车辆检测结果,为每个检测到的车辆目标提取多维特征信息,基于上述目标特征,采用多目标跟踪算法对当前帧与前一帧中的目标进行匹配,分配一致的目标ID。

3.根据权利要求2所述的一种公路交通的异常状况检测方法,其特征在于,对于每一个具有连续ID的车辆目标,基于其在连续帧中的状态变化,构建如下的运动状态时序向量,公式为:;

式中,是车辆在第t帧的中心坐标,是基于相邻帧位置变化估算的速度,是速度变化率估算的加速度,是车辆目标的宽度与高度,是遮挡状态标识。

4.根据权利要求3所述的一种公路交通的异常状况检测方法,其特征在于,识别异常行为模式的过程为:接收前一阶段所构建的每辆车在连续帧中的运动状态时序向量,多个车辆的向量集合构成一个时间窗口内的交通流状态描述,采用轨迹聚合算法对多个车辆的时序轨迹进行模式提取与分群。

5.根据权利要求4所述的一种公路交通的异常状况检测方法,其特征在于,分析交通交互结构的局部突变节点的过程为:在轨迹聚合分析中检测到的异常行为区域中,提取该区域内在特定时间窗口内活动的车辆目标集合,记为:,每个车辆包含运动状态时序向量和空间位置信息,将车辆作为图的节点,每一对具有潜在交互关系的车辆之间建立边连接,构建时空交互图,构建图神经网络模型,对交通图进行嵌入与分析。

6.根据权利要求5所述的一种公路交通的异常状况检测方法,其特征在于,判断是否存在宏观交通异常事件的过程为:将整个道路监测区域划分为若干子区域,并提取每帧图像中车辆分布的结构信息,基于提取到的图像空间结构特征,计算反映交通状态有序性和均衡性的结构熵值。

7.根据权利要求6所述的一种公路交通的异常状况检测方法,其特征在于,在地图上生成交通异常分布热力图的过程为:在完成宏观交通异常识别后,将异常事件信息进行结构化整理,将异常事件定位至实际地图坐标系中,在电子地图或交通路网图上生成异常热力图,将识别出的异常事件区域进行热度赋值,使用颜色梯度表示不同热度区域。

8.一种公路交通的异常状况检测系统,应用于如权利要求1-7任一项所述的一种公路交通的异常状况检测方法,其特征在于,包括:道路区域提取模块,通过语义分割自动识别道路监控视频中的监测区域,提取连续交通图像帧序列;

目标跟踪模块,对视频中的车辆目标进行多目标跟踪,生成包含运动轨迹和状态的时序向量;

异常识别模块,基于车辆运动时序数据提取交通流演变特征,识别潜在异常行为;

图神经网络分析模块,结合车辆的时空关系建立图结构,识别交通交互中的局部突变节点;

调度响应模块,综合异常分析结果生成热力图及事件标签,支持交通调度与应急响应。