一种基于深度图像的道路监控系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机视觉领域，尤其涉及一种基于深度图像的道路监控系统及方 法。
【背景技术】
[0002] 目前广泛应用的道路监控系统只能简单记录和存储视频资料，无法做到事件的预 先警告，获得进一步信息需要人工对视频进行判读。随着道路的延伸以及道路监控网络的 完善，人工判读越来越不能满足城市建设和管理的需求，尤其在智慧城市与互联网+的背景 下，对道路监控提出了越来越高的要求:不仅要对道路监控视频进行实时记录和存储，还需 要运用计算机视觉技术对视频内容进行实时的分析，代替人工做出判别。例如，经过路面的 行人和车辆的行为分析、车牌识别、车速测量、交通违规自动记录、高空抛物及地面异物预 警等。同时，基于单个相机的监控系统无法获得尺度以及三维信息，不能很好的实现智能道 路监控的目的。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种实时、高精度的基于深度图像的道 路监控系统及方法。
[0004] 本发明采用如下技术方案：
[0005] -种基于深度图像的道路监控系统，所述道路监控系统包括：
[0006] 图像采集模块，包括多个采集单元，所述多个采集单元同步采集道路信息以获取 多个道路图像；
[0007] 深度计算模块，与所述图像采集模块连接，对所述多个道路图像中的同名点进行 匹配，并且计算所述多个道路图像中每个像素点的三维信息；
[0008] 识别模块，分别与所述图像采集模块、所述深度计算模块连接，以根据所述多个道 路图像和所述三维信息对道路上的监控目标进行识别进而得到识别信息；
[0009] 判断模块，与所述识别模块连接，所述判断模块中预存储有判断规则，并且所述判 断模块根据所述判断规则对所述识别信息进行判断并输出判断结果。
[0010] 优选的，所述道路监控系统包括所述远端服务器和终端设备，其中，
[0011] 所述终端设备包括所述图像采集模块；
[0012] 所述远端服务器包括所述深度计算模块、所述识别模块和所述判断模块。
[0013] 优选的，所述图像采集模块包括多个RGB相机，所述多个RGB相机分别拍摄道路图 像，以获取RGB图像。
[0014] 优选的，所述多个采集单元在其投影中心的水平方向上对齐设置。
[0015] 优选的，所述深度计算模块包括：
[0016] 获取单元，与所述图像采集模块连接，获取所述图像采集模块采集的所述多个道 路图像；
[0017] 标定单元，与所述获取单元连接，采用计算机视觉技术对所述多个采集单元分别 进行位置的标定，得到多个采集单元坐标；
[0018] 匹配单元，与所述获取单元连接，对所述多个道路图像中的同名点进行匹配，提取 所述监控目标的多个特征点；
[0019] 计算单元，分别与所述标定单元、所述匹配单元连接，根据所述多个采集单元坐标 利用恢复公式分别计算所述多个特征点的三维信息，以得到所述监控目标的三维信息。
[0020] 优选的，所述匹配单元通过对所述监控目标进行边缘检测和特征匹配的方法提取 所述监控目标的多个特征点。
[0021] 优选的，所述图像采集模块包括第一采集单元和第二采集单元，所述标定单元标 定所述第一采集单元的采集单元坐标Pa为XI，yi，所述标定单元标定所述第二采集单元的采 集单元坐标Pb为X2，y2，一特征点的三维信息为Xc，Yc，Zc，以及该特征点的恢复公式为：
[0022]
·
[0023]其中，| Pa-Pb |为所述第一采集单元和第二采集单元采集的道路图像的位置偏移，f 为采集单元的焦距，Be为所述第一采集单元的投影中心与所述第二采集单元的投影中心的 连线距离。
[0024]优选的，所述识别模块包括：
[0025]预处理单元，检测所述道路图像中的监控目标和所述监控目标的三维信息；
[0026]识别单元，与所述检测单元连接，将所述监控目标与所述三维信息与图像模板匹 配、识别，得到所述识别信息。
[0027]优选的，所述识别模块还包括：
[0028] 初始化单元，与所述识别单元连接，预存储有所述图像模板。
[0029] 优选的，所述识别信息包括:所述监控目标的位置和/或速度和/或三维几何尺度。
[0030] 优选的，所述道路监控系统还包括：
[0031] 存储模块，分别与所述图像采集模块，所述深度计算模块连接，存储所述道路图像 和所述三维信息。
[0032]优选的，所述判断模块包括：
[0033]规则单元，预存储有判断规则；
[0034] 判断单元，对所述识别信息进行判断，得到所述判断结果；
[0035] 输出单元，与所述判断单元连接，根据所述判断规则决定是否输出所述判断结果 的控制指令。
[0036] 优选的，所述道路监控系统还包括：
[0037] 执行模块，与所述判断模块连接，执行所述控制指令。
[0038]优选的，所述执行模块包括：
[0039]信号发射单元，与所述判断模块连接，发送所述控制指令；
[0040] 信号接收单元，与所述信号发射单元连接，接收所述控制指令；
[0041] 报警单元，与所述信号接收单元连接，根据接收的所述控制指令进行报警；
[0042]远程监控单元，与所述信号接收单元连接，利用所述控制指令进行进一步的判别 操作。
[0043] 优选的，所述报警单元包括：
[0044] 固定终端报警单元，在预设定的位置进行报警；
[0045] 移动终端报警单元，采用的移动的方式进行报警。
[0046] -种基于深度图像的道路监控方法，所述道路监控方法包括：
[0047] 步骤S1，多个采集单元同步采集道路信息，获取多个道路图像；
[0048] 步骤S2,对所述多个道路图像中的同名点进行匹配，并且计算所述多个道路图像 中每个像素点的三维信息；
[0049] 步骤S3，根据所述多个道路图像和所述三维信息对道路上的监控目标进行识别， 得到识别?目息；
[0050] 步骤S4,利用判断规则对所述识别信息进行判断，得到判断结果，并且决定是否根 据所述判断结果输出控制指令。
[0051 ]优选的，所述道路监控方法还包括：
[0052]步骤S11，于所述步骤S1之前，采集标准道路图像，生成图像模板。
[0053]优选的，所述步骤S2具体包括：
[0054] 步骤S21，获取所述图像采集模块采集的所述多个道路图像；
[0055] 步骤S22,采用计算机视觉技术对所述多个采集单元分别进行位置的标定，得到多 个采集单元坐标；
[0056] 步骤S23,对所述多个道路图像中的同名点进行匹配，提取所述监控目标的多个特 征点；
[0057] 步骤S24,根据所述多个采集单元坐标利用恢复公式分别计算所述多个特征点的 三维信息，以得到所述监控目标的三维信息。
[0058]优选的，所述步骤S3具体包括：
[0059]步骤S31，检测所述道路图像中的监控目标和所述监控目标的三维信息；
[0060]步骤S32,将所述监控目标与所述三维信息与所述图像模板匹配、识别，得到所述 识别信息。
[0061 ]优选的，步骤S4具体包括：
[0062] 步骤S41，预存储判断规则；
[0063]步骤S42，对所述识别信息进行判断，得到所述判断结果；
[0064]步骤S43,根据所述判断规则决定是否输出所述判断结果的控制指令。
[0065]优选的，所述道路监控方法还包括：
[0066] 步骤S5，于所述步骤S4之后，执行所述控制指令。
[0067]优选的，所述步骤S5具体包括：
[0068]步骤S51，发送所述控制指令；
[0069]步骤S52,接收所述控制指令；
[0070]步骤S53，根据接收的所述控制指令进行报警；
[0071 ]步骤S54,利用所述控制指令进行进一步的判别操作。
[0072]本发