(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211079375.2 (22)申请日 2022.09.05 (71)申请人 西安长安大 学工程设计 研究院有限 公司 地址 710000 陕西省西安市雁塔区南 二环 中段长安大学校本部南院2区11号楼 一、 二层 申请人 长安大学 (72)发明人 贺九平　赵一静　张敏　师晖军　 张驰　刘昌赫　谢子龙　王博　 颜家强　 (74)专利代理 机构 西安铭泽知识产权代理事务 所(普通合伙) 61223 专利代理师 张举(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06N 20/00(2019.01) G06T 7/30(2017.01) G06T 7/62(2017.01) G06V 10/46(2022.01) G06V 20/17(2022.01) G06V 20/54(2022.01) (54)发明名称 一种航拍识别的隧道-互通出口小净距速度 模型构建方法 (57)摘要 本发明提供一种航拍识别的隧道 ‑互通出口 小净距速度模型构建方法， 包括： 采集隧道 ‑互通 出口小净距路段车辆驾驶行为视频， 并进行配准 处理； 采用目标检测算法对进行车辆识别检测， 并采用多目标跟踪算法进行车辆持续跟踪； 进行 视频车道内车道线的标定， 并计算获取车辆的实 时速度和位置信息； 根据车辆速度和位置信息的 数据进行单因素分析， 确定速度模 型选用指标分 别为圆曲线半径、 距离隧道位置和净距长度， 确 定三个指标之间非线性相关后进行运行速度模 型的拟合试算， 获取拟合度最佳的拟合方程作为 车辆的运行速度模型。 该方法用于公路设计阶段 中预测车辆运行速度和表征速度变化规律， 为隧 道‑互通出口设计提供 车速模型参照。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 115438487 A 2022.12.06 CN 115438487 A 1.一种航拍识别的隧道 ‑互通出口小净距速度模型构建方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 采集隧道 ‑互通出口小净距路段车辆驾驶行为视频， 并采用SIFT算法进行逐帧的配准 处理， 并将配准处 理后的视频重新 合成； 采用目标检测算法对重新合成后的视频进行车辆识别检测， 并采用多目标跟踪算法进 行车辆持续跟踪； 获取跟踪视频图片， 进行视频车道内车道线的标定， 并计算获取车辆的实时速度和位 置信息； 根据车辆速度和位置信 息的数据进行单因素分析， 确定速度模型选用指标分别为圆曲 线半径、 距离隧道位置和净距长度； 对圆曲线半径、 距离 隧道位置和净距长度进行因子共线性诊断， 确定三个指标之间非 线性相关后进 行运行速度模型的拟合试算， 获取拟合度最佳的拟合方程作为车辆的运行速 度模型。 2.根据权利要求1所述的一种航拍识别的隧道 ‑互通出口小净距速度模型构建方法， 其 特征在于， 所述采集隧道 ‑互通出口小净距路段车辆驾驶行为视频， 并采用SIFT算法进 行逐 帧的配准处 理， 包括以下步骤： 通过无人机在提前定好的测点附近起飞无人机， 将无人机悬停至空中进行航拍， 采集 视频； 采用SIFT算法在原视频中截取一张画面清晰无障碍物遮挡的图片作为基准图， 设基准 图像为f(x,y)， 待配准图像为g(x,y)； 令基准图像上的点(x,y)在待配准图像中为(x,y)， 使二者之间具有仿射关系， 利用这 样的逻辑将 基准图中的特征点匹配到和待处理视频中第一帧相同的位置， 抵消完成原视频 的配准处 理； 对原视频进行配准处理完后将裁切后的图片按照时间序列导入到premiere  pro， 保持 与原视频相同的帧率重新 合成视频进行 数据分析输出。 3.根据权利要求1所述的一种航拍识别的隧道 ‑互通出口小净距速度模型构建方法， 其 特征在于， 所述采用目标检测算法对重新合成后的视频进行车辆识别检测， 并采用多目标 跟踪算法进行 车辆持续跟踪， 包括以下步骤： 采用YOLO  V5算法进行进行车辆识别检测， 并采用DeepSort算法对检测到的车辆进行 持续地跟踪。 4.根据权利要求1所述的一种航拍识别的隧道 ‑互通出口小净距速度模型构建方法， 其 特征在于， 所述 获取跟踪视频图片， 进 行视频车道内车道线的标定， 并计算 获取车辆的实时 速度和位置信息， 包括以下步骤： 从航拍视频中截取图片， 将图片按左上角位于坐标原点导入CAD软件中， 通过比例缩 放， 使图片 长度与宽度的坐标值与像素长度相等， 使图中任意一点在CAD软件中的坐标与图 像的像素坐标相对应， 与所提取的车辆X坐标相同， Y坐标为相反数； 通过纬地道路设计软件的平面设计功能， 按照实地调研情况拟合设计出与图片中车道 线相同的设计线， 根据固定间隔输出该设计线的逐桩坐标， 将逐桩坐标表的Y轴坐标值取负 值， 即获得与检测车辆坐标同一 坐标系的车道线的像素坐标 标定文件；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115438487 A 2使用Python语言编写程序， 遍历所有车辆的编号， 得到每辆车在视频中的连续像素坐 标与速度值； 再遍历所标定车道线的每个希望提取的桩号， 每隔1m采集一次， 用每个桩号与 上一层所提取编号车辆的所有坐标进行距离计算， 通过此方法遍历每一辆车与每一个断 面， 得到每辆车在每 个断面的车速和 加速度的信息 。 5.根据权利要求1所述的一种航拍识别的隧道 ‑互通出口小净距速度模型构建方法， 其 特征在于， 所述根据车辆速度和位置信息的数据进行单因素分析， 确定速度模型选用指标 分别为圆曲线半径、 距离隧道位置和净距长度， 包括以下步骤： 确定速度模型选用指标时， 分别对各项自变量与速度进行分析评价， 速度离散性指标 采用标准差SD、 平均邻车速差ASD、 速度变异系数 η表 示， 其中， 速度变异系数 η是指 速度标准 差与平均速度的比值； 根据各指标的离散性程度， 选定圆曲线半径R、 距离隧道位置D、 净距长度L作为构建模 型所需自变量。 6.根据权利要求1所述的一种航拍识别的隧道 ‑互通出口小净距速度模型构建方法， 其 特征在于， 还 包括： 通过AIC准则对拟合的运行速度模型进行拟合优度分析： 构建速度模型时， 结合驾驶模拟仿真数据补充放入1stopt软件进行多元非线性回归拟 合分析， 参考决定系数R2的同时引入AIC， 衡量模型复杂度和拟合数据优度； AIC指 标建立在 熵值基础之上， 用残差平方和S SE、 样本量 n以及参数个数 K表征： 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115438487 A 3