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专利号: 2023113921831
申请人: 河北高速公路集团有限公司承德分公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 信号装置
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于高速公路的交通安全预警方法,其特征在于,包括:

获取由无人机采集的待分析道路路段的高速公路实时道路图像;

将所述高速公路实时道路图像进行数据预处理以得到高速公路实时道路图像块的序列;

提取所述高速公路实时道路图像块的序列的局部实时道路状态特征以得到高速公路实时道路状态特征矩阵的序列;

提取所述高速公路实时道路状态特征矩阵的序列之间的路段间道路状态关联特征以得到高速公路路段间道路状态关联特征图;以及基于所述高速公路路段间道路状态关联特征图,确定是否生成高速公路交通安全预警。

2.根据权利要求1所述的用于高速公路的交通安全预警方法,其特征在于,将所述高速公路实时道路图像进行数据预处理以得到高速公路实时道路图像块的序列,包括:将所述高速公路实时道路图像沿所述待分析道路路段的延伸方向进行图像切分以得到所述高速公路实时道路图像块的序列。

3.根据权利要求2所述的用于高速公路的交通安全预警方法,其特征在于,提取所述高速公路实时道路图像块的序列的局部实时道路状态特征以得到高速公路实时道路状态特征矩阵的序列,包括:将所述高速公路实时道路图像块的序列通过使用空间注意力机制的道路状态特征提取器以得到所述高速公路实时道路状态特征矩阵的序列。

4.根据权利要求3所述的用于高速公路的交通安全预警方法,其特征在于,将所述高速公路实时道路图像块的序列通过使用空间注意力机制的道路状态特征提取器以得到所述高速公路实时道路状态特征矩阵的序列,包括:所述使用空间注意力机制的道路状态特征提取器的各层在层的正向传递过程中对输入数据分别进行:对输入数据分别进行卷积处理以生成卷积特征图的序列;

对所述卷积特征图的序列分别进行池化处理以生成池化特征图的序列;

对所述池化特征图的序列分别进行非线性激活以生成激活特征图的序列;

分别计算所述激活特征图的序列中各个激活特征图的各个位置沿通道维度的均值以生成空间特征矩阵的序列;

分别计算所述空间特征矩阵的序列中各个空间特征矩阵的各个位置的类Softmax函数值以获得空间得分矩阵的序列;以及分别计算所述空间特征矩阵的序列和所述空间得分矩阵的序列的按位置点乘以获得多个特征矩阵;

其中,所述使用空间注意力机制的道路状态特征提取器的最后一层输出的所述多个特征矩阵为所述高速公路实时道路状态特征矩阵的序列。

5.根据权利要求4所述的用于高速公路的交通安全预警方法,其特征在于,提取所述高速公路实时道路状态特征矩阵的序列之间的路段间道路状态关联特征以得到高速公路路段间道路状态关联特征图,包括:将所述高速公路实时道路状态特征矩阵的序列沿通道维度聚合为高速公路实时道路状态输入张量后通过使用通道注意力机制的路段间道路状态关联特征提取器以得到所述高速公路路段间道路状态关联特征图。

6.根据权利要求5所述的用于高速公路的交通安全预警方法,其特征在于,基于所述高速公路路段间道路状态关联特征图,确定是否生成高速公路交通安全预警,包括:将所述高速公路路段间道路状态关联特征图通过分类器以得到分类结果,所述分类结果用于表示是否生成高速公路交通安全预警。

7.根据权利要求6所述的用于高速公路的交通安全预警方法,其特征在于,还包括训练步骤:对所述使用空间注意力机制的道路状态特征提取器、所述使用通道注意力机制的路段间道路状态关联特征提取器和所述分类器进行训练;

其中,所述训练步骤,包括:

获取训练数据,所述训练数据包括由无人机采集的待分析道路路段的训练高速公路实时道路图像,以及,是否生成高速公路交通安全预警的真实值;

将所述训练高速公路实时道路图像沿所述待分析道路路段的延伸方向进行图像切分以得到训练高速公路实时道路图像块的序列;

将所述训练高速公路实时道路图像块的序列通过所述使用空间注意力机制的道路状态特征提取器以得到训练高速公路实时道路状态特征矩阵的序列;

将所述训练高速公路实时道路状态特征矩阵的序列沿通道维度聚合为训练高速公路实时道路状态输入张量后通过所述使用通道注意力机制的路段间道路状态关联特征提取器以得到训练高速公路路段间道路状态关联特征图;

将所述训练高速公路路段间道路状态关联特征图通过分类器以得到分类损失函数值;

以及

以所述分类损失函数值来对所述使用空间注意力机制的道路状态特征提取器、所述使用通道注意力机制的路段间道路状态关联特征提取器和所述分类器进行训练,其中,在所述训练的每一轮迭代中,对所述训练高速公路路段间道路状态关联特征图展开后得到的训练高速公路路段间道路状态关联特征向量进行权重空间内的权重矩阵的迭代优化。

8.一种用于高速公路的交通安全预警系统,其特征在于,包括:

图像采集模块,用于获取由无人机采集的待分析道路路段的高速公路实时道路图像;

数据预处理模块,用于将所述高速公路实时道路图像进行数据预处理以得到高速公路实时道路图像块的序列;

局部实时道路状态特征提取模块,用于提取所述高速公路实时道路图像块的序列的局部实时道路状态特征以得到高速公路实时道路状态特征矩阵的序列;

路段间道路状态关联特征提取模块,用于提取所述高速公路实时道路状态特征矩阵的序列之间的路段间道路状态关联特征以得到高速公路路段间道路状态关联特征图;以及安全预警模块,用于基于所述高速公路路段间道路状态关联特征图,确定是否生成高速公路交通安全预警。

9.根据权利要求8所述的用于高速公路的交通安全预警系统,其特征在于,所述数据预处理模块,用于:将所述高速公路实时道路图像沿所述待分析道路路段的延伸方向进行图像切分以得到所述高速公路实时道路图像块的序列。

10.根据权利要求9所述的用于高速公路的交通安全预警系统,其特征在于,所述局部实时道路状态特征提取模块,用于:将所述高速公路实时道路图像块的序列通过使用空间注意力机制的道路状态特征提取器以得到所述高速公路实时道路状态特征矩阵的序列。