交通监控中运动目标轨迹的距离计算和聚类
2012-05-04李明之马志强张晓燕
计算机工程与设计 2012年6期
李明之,马志强,单 勇,张晓燕
(空军工程大学 电讯工程学院,陕西 西安710077)
0 引 言
在交通监控系统的智能化[1]研究中,轨迹分析是目标行为分析和理解的一个重要方法,如:通过对车辆行驶轨迹的分析,可以判别车辆是否发生逆行、违规转弯等异常情况。而轨迹的距离计算和聚类是轨迹分析的基础,轨迹距离计算和分类是否准确,将直接影响着轨迹分析的效果。
轨迹距离主要用于衡量两条轨迹的相似程度,是轨迹聚类的前提条件。传统轨迹距离计算方法[2]主要考虑目标轨迹的空间位置关系,但在现实当中,对于同一位置的轨迹也可以是由不同运动方向、不同运动速度或者不同尺寸大小的目标运动得到的,如果仅从空间位置关系计算轨迹间距离,将不利于后期对轨迹的聚类和目标识别。因此,部分学者提出将目标运动方向、运动速度等参数融入到轨迹距离计算当中。比如:文献 [3]提出利用轨迹的空间位置特征和运动方向特征计算轨迹间距离,从而可以区分不同空间位置不同方向的目标轨迹;文献 [4-5]在利用空间位置特征计算轨迹距离的基础上加入了速度特征,从而可以区分不同空间位置不同速度的目标轨迹。
获得轨迹间的距离后,就可以对监控场景中的运动目标轨迹进行分类,从而实现目标行为描述并探测场景中的异常事件。目前轨迹聚类方法主要有:层次聚类[3]、K均值聚类[6]、谱聚类[7]和基于神经网络的聚类[8]等方法,其中,层次聚类方法简单,但传统的层次聚类方法对不完整轨迹进行聚类时的准确性不高,需要对其进行改进;……
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