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1、第七届中国高速公路信息化管理及技术研讨会The7thSeminarofChinaExprsswayE。inationManagementandTechnologiS视频检测器实时检测交通事故应用初探检测器应用现状重庆渝涪高速公路有限公司贺云应用于公路车辆的检测设备有压力检测器、无方向性磁感应环形线圈检测器、方向性磁感应环形线圈检测器、磁强计检测器、人工调谐的环形线圈检测器、自调谐式环形线圈检测器、雷达检测器、超声波脉冲式检测器、超声波连续波检测器、电子标签检测器、发光式光电式检测器、红外线阻断光束式检测器、红外线反射光束式检测器、高强度反射光式检测器、视频检测器等，目前应用较为广泛的是线圈检测
2、器，而新兴的视频检测设备的应用还不是很多，特别是在高速公路的隧道中的应用更是有限。要在高速公路隧道中实时检测车辆事故，就必须对全隧车辆数据进行检测。若用以上几种检测器(视频检测器除外)，均存在安装检测器过多的问题，姑且不谈检测效果，其所需费用太高，性价比较低。而视频检测器则可以对现有闭路电视监视系统中的摄像机视频信号作出处理，检测器的投资就可省掉，而只需投资于后端处理设备。众所周知隧道在高速公路上的重要性，在隧道中安装闭路电视监视系统是保障隧道安全畅通的必须手段，尽管在隧道中可能存在部分监视死区，但由于高速公路上的车辆行驶速度较快，若遇塞车，则极短时间内车辆就会排出长队，故此类死区对实时事故检
3、测效果的影响不大。现有视频检测器存在的问题目前将视频检测设备应用于车辆检测的生产厂家有英国的PEEK公司，美国的ISS公司等。他们均采用一台能连接一到四或八只摄像机的视频检测器，并用轮询的方式检测现场的图像，检测时间10至60秒可调。虽然这些国外公司的设备可靠性较高，但由于其公司对中国的交通状态的了解不够，故其产品不完全适合于中国国情，且其费用对于目前经济实力还较弱的中国来说是一个天价，所以采用国外设备对我国来说难度较大。带4至8只摄像头的视频检测器，用查询方式检测数据，其微处理器的时间浪费较大。若改用中断方式，则一只视频检测器，可检测更多摄像机的视频图像，这样所需硬件投资也就更少一些。至于软
4、件方面，只要使用量大，一旦开发成功，则可用薄利多销的原则，费用也不会太高。故视频检测在实时交通事故检测中的前景还是相当诱人的。视频检测器工作原理基于视频图像处理的车辆检测技术是近年来逐步发展成熟起来的一种新型车辆检测方法，它具有无线、可一次检测多参数和检测范围较大的特点、使用灵活。视频图像处理车辆检测系统通常由电子摄像机、视频检测器(包括微处理器)、电脑等部分组成。如下页图一及附图三所示，摄像机对道路的一定区域范围摄像，图像经过视频线路送入视频检测器，视频检测器对信号进行模数转换、格式转换等，再与背景图像进行比较，实时识别车辆的存在，判别车型，由此进一步推导出其他交通控制参数，判定出是否有车辆
5、阻塞存在。视频检测器还可根据需要给监控制系统的主控报警器等设备提供信号，控制中心则根据这些信号制定T第七届中国高速公路信息化管理及技术研讨会The7thSeminarofChinaBxprsswayEinationManagementandTechnologis控制策略，发出整个控制系统的控制信号。图一视频图像处理车辆检测系统原理图视频检测器处理的是摄像机摄取的图像。由于每帧图像包括数十万个像元，摄像频率约为30帧秒，所以需大量的存储空间。为了减少像元信号所占存储空间，提高实时处理速度，通常在多帧图像中取一帧中的一些特定线段作检测线进行处理。一旦选定检测线，视频检测器中的处理m2ml12i车道
6、检测站mS(x，y)检测站2检测站I图二视频图像处理车辆检测系统示意图程序就估测无车时检测线上的背景强度从而得到阈值，将检测线中所包含的像元的强度与阈值比较，超过阈值，说明在该点处有车辆存在或通过，否则就表示无车通过。在图二所示的横线m，、m2mln就是在图像上设定的检测线，与摄像机视场中设置的一些等距离检测站1、检测站2、检测站m相对应。纵线表示各车道的界线。用上述方法处理识别各车道横线所包含像元的强度是否208T第七届中国高速公路信息化管理及技术研讨会The7thSeminarofChinaExprsswayEinationManagementandTechnologis超过阈值，从而判别
7、车辆的存在或通过。视频检测器自动计数就得到通过该横线的车辆数，这也就是该横线对应的现场检测站的车辆数。用相邻横线的距离除以车辆通过相邻横线的时间，视频检测器就可很容易地由程序计算出车速，并可据此推算出流量、密度、车道占用率、车头时距。其计算公式如下：车速：f口一fA式中：妫相邻检测站的间距；幻、t沩车辆到达检测站A、B的时刻；沩该车的速度。以妒志饕式中：铲如一幻为检测器直接测量出的时间；朋(肋为第碉期内第霹道检测器的车辆计数值；Vt，(p为第丘周期第库道的时间平均车速。令：SV一2fJ则由(2)式可得：嘣妒志蒿o式中：瞄为第痢车的速度。为第调期第库道的空间平均速度流量：式中：劝检测器计数周期；
8、抽=半m(p为第凋期内第j车道检测器的计数值；o(旬为第k周期内第痒道的流量。密度：雕，=拦去式中：p(俞为第丘周期第库道的交通密度。(2)(3)(4)(5)一_一删坐删PIIH”，式第七届中国高速公路信息化管理及技术研讨会The7thSeminarofChinaExprsswayE-inationManagementandTechnologis车道占用率：式中：Oi(为第凋期第霹道的时间占用率。“耻嗲塑100庇=t每T车头时距：式中：“伪第户痢车通过检测站的时刻；t沩第谛啄车通过检测站的时刻；h为车头时距。r7、(8)根据以上交通控制参数可以得出该断面是否塞车等结论，从而判断出是否有交通事故
9、的发生。其检测效果决定于图像识别处理的速度和精度以及算法的优良与否。砸兰丑型竺悃垂三F量圈三习至丑一延曼墨卜圈垂习1至丑三三卜圈三圈至丑一三三卜圈黼翻三视羧橡谢系雏示意暖视频检测器应用中存在的难点问题由于视频检测器采用的是运动图像与静止图像的对比来判断车辆的位移的，所以，背景图像的改变会影响检测的精度，这就要求我们使用的摄像机只能是定焦摄像机，而不能是要通过键盘调节的三可变摄像机。还有，在检测过程中背景图像的变化不能太明显，否则会出现错误的检测结果。隧道中部的光强在正常运行时一般是不会变化的，所以在隧道中部应用视频检测器还是比较合适的。路段上由于白天和夜晚背景的差别太大，视频检测器应用于路段检
10、测的条件还不够成熟，也许使用红外摄像机可以解决这一难题，在此就不作进一步的探讨了。210第七届中国高速公路信息化管理及技术研讨会The7thSeminarofChinaExprsswayE-inationManagementandTechnologis结语及建议只要国内的计算机图像处理专家及交通工程研究人员联合起来，视频检测的国产化日期就不会太远。我们可以采用较快的微处理器芯片、更大更快的内存、质量优良的外围原器件，加上精细的做工，则硬件设备并不会比国外的硬件设备差。至于软件方面，我国的计算机图像识别处理技术与国外工业用产品相比差距甚微，甚至更好，将这些技术应用于视频检测上，再加上优秀的算法，以及交通工程专家对中国国情的详尽了解，则可编制出最佳可行的程序。两者相结合，相信会比国外设备应用得更好。211
