一种应用于高速公路应急车道无人机巡检的图像识别方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于高速公路应急车道无人机巡检的图像识别方法，包括以下步骤：S1、将拍摄装置拍摄的视频按设定时长制成独立的视频段；S2、调用视屏段；S3、提取视频段中的至少一帧图像；S4、对提取到的图像进行语义分割，从该图像上识别出车道区域和背景区域；S5、对车道区域进行车道曲线拟合，模拟出行车道线和应急车道线；S6、通过图形识别，判断应急车道内是否有车辆，如有则执行步骤S7，如无则执行步骤S8；S7、与地面站台通信，将上述视频段传输至地面站台；S8、删除上述视频段。本发明专利技术一方面只提取部分帧图片，工作强度低、占用资源少，另一方面，无需对整个视频进行数据传输，也降低了传输成本，降低了数据传输过程中的能源损耗。耗。耗。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于高速公路应急车道无人机巡检的图像识别方法


[0001]本专利技术涉及一种应用于高速公路应急车道无人机巡检的图像识别方法。

技术介绍

[0002]所谓的应急车道是指位于路面行驶方向最右侧、主要用于发生事故或故障时停车以及专为救险所用的车道，也就是人们通常所说的“硬路肩”。
[0003]高速公路应急车道是专门供工程救险、消防救援、医疗救护或民警执行紧急公务等处理应急事务的车辆使用、任何社会车辆禁止驶入或者以各种理由在车道内停留。
[0004]近年来，随着车辆保有量的持续上升，道路时常出现拥堵，车辆占用高速公路应急车道。当发生交通事故时，导致救援车辆无法及时到达现场，救援活动无法及时开展，也无法对恶意违法占用应急车道的车辆进行取证和处罚，以遏制该现象的再次发生。
[0005]随着无人机快速的发展，无人机被广泛运用于高速公路路况巡航抓拍应急车道违章，但现有技术中的无人机至少存在以下问题：现有技术通常是采用无人机在巡航过程中拍摄高速道路视频传输到地面站台，如果强调实时性，视频数据较大，传输成本高，而且传输过程消耗能源多。如果不要求实时性，其也会产生大量储存数据，一方面需要承担存储成本，另一方面占用无人机资源，影响无人机正常工作和续航。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提出一种能够有效完成高速公路巡航并且有效降低视频传输成本的无人机系统。
[0007]为解决上述问题，本专利技术提供了一种应用于高速公路应急车道无人机巡检的图像识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将拍摄装置拍摄的视频按设定时长制成独立的视频段；S2、调用所述视屏段；S3、提取所述视频段中的至少一帧图像；S4、对提取到的图像进行语义分割，从该图像上识别出车道区域和背景区域；S5、对车道区域进行车道曲线拟合，模拟出行车道线和应急车道线，从而划分出行车道区域和应急车道区域；S6、通过图形识别，判断所述应急车道内是否有车辆，如有车辆则执行步骤S7，如无车辆则执行步骤S8；S7、 与地面站台通信，将上述视频段传输至地面站台；S8、 删除上述视频段。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S5包括：S5.1、通过语义分割获取车道区域中的车道线的像素坐标；S5.2、通过最小二乘法对车道线坐标进行曲线拟合，获得行车道和应急车道的二次抛物线曲线方程；
S5.3、根据获得的二次抛物线方程在图像的车道区域上绘制出拟合出来的行车线和应急车道线；S5.4、对于应急车道线两侧赋予不同的像素值。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1-S3由视频处理模块完成，步骤S4-S6由图像识别模块完成。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，还包括步骤S1.5、判断所述图像识别模块工作或空闲，若空闲则执行步骤S2，若工作则将所述视频段进行储存至缓存单元；所述步骤S2在提取所述视屏段时做如下判断，若所述缓存单元中缓存有视频段则调用所述缓存单元中的视频段，若所述缓存单元中无缓存视频段则调用步骤S1中的视频段。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S1.5中，若缓存单元中的视频段数量超过一时，对所述缓存单元中的视频段进行级别定义，缓存越早的视频段优先级越高，所述步骤S2中，优先调用优先级最高的视频段。
[0012]本专利技术的有益效果在于，本专利技术中将无人机拍摄的视频按时长分割成若干段，在无人机上对每段视频段提取少量帧图像，对该图像进行语义识别从而初步判断是否有车辆占用应急车道，初步判断结果显示有车辆占用时将该上述图像以及视频传输至地面站台，由地面站台做进一步确认，否则删除该视频段，本专利技术一方面只提取部分帧图片，工作强度低、占用资源少，另一方面，无需对整个视频进行数据传输，也降低了传输成本，降低了数据传输过程中的能源损耗。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的流程图；图中：无人机1000、无人机飞行模块1100、机载摄像模块1200、视频处理模块1300、视频段制成单元1302、视频段处理单元1304、视频段缓存单元1306、图像识别模块1400、图像语义分割单元1402、车道曲线拟合单元1404、车辆检测单元1406、视频及图像储存模块1600、通讯模块1800、地面站台2000。
具体实施方式
[0014]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。
[0015]如图1和2所示，本专利技术包括无人机1000和地面站台2000，所述无人机设有无人机飞行模块1100、机载摄像模块1200、视频处理模块1300、图像识别模块1400、视频及图像储存模块1600以及通讯模块1800，其中，所述无人机飞行模块1100用于控制所述无人机的飞行与导航，所述机载摄像模块1200用于所述无人机飞行时对高速路面进行视频拍摄，其特征在于，所述视频处理模块1300设有视频段制成单元1302、视频段处理单元1304及视频段缓存单元1306，其中：-所述视频段制成单元1302与所述机载摄像模块1200通信连接，其将所述机载摄像模
块1200摄制的视频按设定时长制成视频段并储存，所述视频段在所述图像识别模块1400空闲时接受所述视频段处理单元1304的调用，在所述图像识别模块1400执行工作时接受所述视频段缓存单元1306的调用，所述视频段在被调用后从所述视频段制成单元1302中删除；-所述视频段处理单元1304调用所述视频段制成单元1302或者所述视频段缓存单元1306中储存的视频段，并从所述视频段中提取至少一个帧的图像，所述视频段处理单元1304在所述视频段缓存单元1306中储存有所述视频段时优先调用其中的视频段；-所述视频段缓存单元1306调用所述视频段后对所述视频段临时储存，并接受所述视频段处理单元1304的调用，所述视频段缓存单元1306中缓存的视频段多于一时，所述视频段缓存单元1306对其被调用的优先级进行划分，储存于所述视频段缓存单元1306更早则优先被调用，所述视频段在接受调用后删除；所述图像识别模块1400用于对所述视频段处理单元1304中提取的图像进行识别，判断该图像中有无车辆占用应急车道，若无则将所述视频段处理单元1304中的所述视频段删除，若有则所述视频段处理单元1304中的视频段以及被识别的图像存储至所述视频及图像储存模块1600中；通讯模块1800与所述地面站台2000进行通讯，并将所述视频及图像储存模块1600中储存的图像和视频传输至所述地面站台2000。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述图像识别模块1400包括：图像语义分割单元1402，与所述视频段处理单元1304通信连接，所述图像语义分割单元1402能够将所述视频段处理单元1304提取的所述图像进行语义分析，从而分割出车道和背景；车道曲线拟合单元1404，与所述图像语义分割单元1402通信连接，所述车道曲线拟合单元1404对语义分割后的所述图像中上的车道区域进行曲线拟合，获得行车道轮廓线和应急车道轮廓线；车辆检测单元1406，判断提取的所述图像中，应急车道一侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于高速公路应急车道无人机巡检的图像识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将拍摄装置拍摄的视频按设定时长制成独立的视频段；S2、调用所述视屏段；S3、提取所述视频段中的至少一帧图像；S4、对提取到的图像进行语义分割，从该图像上识别出车道区域和背景区域；S5、对车道区域进行车道曲线拟合，模拟出行车道线和应急车道线，从而划分出行车道区域和应急车道区域；S6、通过图形识别，判断所述应急车道内是否有车辆，如有车辆则执行步骤S7，如无车辆则执行步骤S8；S7、 与地面站台通信，将上述视频段传输至地面站台，并执行步骤S2；S8、 删除上述视频段，并执行S2。2.根据权利要求1所述的一种应用于高速公路应急车道无人机巡检的图像识别方法，其特征在于，所述步骤S5包括：S5.1、通过语义分割获取车道区域中的车道线的像素坐标；S5.2、通过最小二乘法对车道线坐标进行曲线拟合，获得行车道和应急车道的二次抛物线曲线方程；S5.3、根据获得的二次抛物线方程在图像的车道...

【专利技术属性】
技术研发人员：金国强，
申请(专利权)人：浙江点辰航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：