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电子信息技术

需求背景

城市交通拥堵是当今世界面临的严峻挑战之一。城市交通路口作为交通流量密集、道路交叉复杂的关键节点，常常成为交通拥堵和事故频发的热点区域。因此，提高城市复杂路口的交通管理效率和安全性是当前亟待解决的问题。传统的交通信号灯和交通监控设备往往只能提供有限的信息，无法全面了解和掌握路口交通状况，导致交通流量调度和控制效果不佳。

需解决的主要技术难题

研究实现适配典型路口覆盖的路侧多相机部署，相机标定及去畸校正；实现路口相机图像的全景拼接与融合；实现视野覆盖路口范围内背景提取及常见道路元素提取；实现道路元素与二维地图集成，从俯视图视角完整表达路口环境。研究通过结合航拍地图所提取信息来提升路口建图质量。研究路口变更感知，对施工变更、交警人工接管等异常事件进行检测；将2维建图结果加以显示，提供接口接入叠加显示的业务提示内容。具体如下：

（一）适配典型路口覆盖的多相机部署研究：

（1）相机部署，包括选型、安装；

部署方式成本可控制，在满足功能的情况下尽量精简相机数量；对不同规模的路口采用差异化硬件配置方案。

（2）相机标定，包括内参获取，外参标定算法、自标定算法；

（3）相机去畸变算法；

（二）路口相机图像的全景拼接与融合研究

将路侧相机视野转换到鸟瞰图（BEV），实现路口图像拼接，背景分割及提取；

（1）研究单个路侧相机BEV获取和去畸变对齐；

（2）地图上全局位置及特征对齐；

（3）研究单相机路口背景分割提取；

（4）研究多相机视图拼接，全图特征匹配；

（5）研究多相机视图背景提取；

（6）对图像死角及其模糊阴影道路元素进行修复；

（7）对阴影区域进行明暗对比度平衡修复；

（8）使用白天清晰标线替代夜间模糊标线；

（三）路口范围内常见道路元素提取研究

主要研究路口数字化建图中的道路地图元素提取及2D模型。

（1）人行道/斑马线提取；

（2）停止线提取；

（3）车道提取，渠化待转车道提取；

（4）地面标记提取：直行左右转；

（四）路口数字化建图集成及质量提升

实现道路元素与二维地图集成，从俯视图视角完整表达路口环境。研究通过结合航拍地图所提取信息来提升路口建图质量。

（1）研究其他航拍地图ROI目标路口图获取；

（2）从航拍地图到BEV视图参考与对齐；

（3）航拍地图交叉路口道路参数提取（车道信息、交叉路口形状及结构等），用于后续建图的对齐参考与质量验证；

（五）路口变更感知研究

研究路口变更感知，对施工变更、交警人工接管等异常事件进行检测；

（1）交叉路口范围内容施工变更检测；

（2）其他交叉路口人工接管控制异常检测；

（六）二维建图结果显示

将2维建图的结果加以可视化显示，提供接口接入叠加显示的业务提示内容；

（1）建图结果对齐及后处理；

（2）结果显示及可视化优化。

期望实现的主要技术目标

1、交付成果

1）本地数据处理算法；

2）端边计算或服务器端的信息融合处理算法；

3）结果数据显示演示软件；

2、达成指标

解决典型十字丁字中小型交叉路口内相机覆盖范围的环境2D建图；

将所建路口2维建图结果加以显示，能够克服图像死角进行补充，对模糊阴影进行修复和明暗对比修复，使用白天清晰标线替代夜间模糊标线；

提供接口接入、叠加显示的业务提示内容；

能够检测交叉路口范围内容施工变更场景、人工接管控制异常场景。

需求解析

解析单位：“科创中国”河北科技服务团（河北省数字健康工程学会） 解析时间：2023-08-31

熊鹏

河北大学

理事

综合评价

此需求描述已足够清晰，需要解决如下问题: 研究实现适配典型路口覆盖的路侧多相机部署，相机标定及去畸校正；实现路口相机图像的全景拼接与融合；实现视野覆盖路口范围内背景提取及常见道路元素提取；实现道路元素与二维地图集成，从俯视图视角完整表达路口环境。研究通过结合航拍地图所提取信息来提升路口建图质量。研究路口变更感知，对施工变更、交警人工接管等异常事件进行检测；将2维建图结果加以显示，提供接口接入叠加显示的业务提示内容。

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