4．4．4．1 单个车辆的事件行为分析
本节事件行为研究只考虑单个车辆的行为，而不考虑车辆之间的联系，根据车辆单个独立的行为来检测事件。
1．坐标类运算符
为了从跟踪结果中提取出单个车辆的坐标，有必要对坐标类运算符进行定义：
get Coordinates（Vi）：输出车辆Vi的位置坐标，该值是代表车辆Vi矩形框在4个角的像素单元值。
get Region（Vi）：输出代表车辆Vi矩形框的中心区域ID号，这是因为被捕获的图像被分成了好几个具有不同ID号的区域。
2．行为类运算符
通过使用来自坐标类运算符的信息，行为类运算符描述单个车辆的行为如下：
type Of Sp Trajectory（Vi，t）：输出“正常行驶”或“车道改变”。“正常行驶”是指车辆行驶过程中没有改变车道；“车道改变”包括两种情况，第一种是车辆行驶更换车道，第二种包括左转右、右转左、中心转左、左转中心、中心转右、右转中心等6种类型。这6种类型的车道改变的辨别是评估具有相同行驶状态的车辆轨迹的聚集，发现特殊类型的运行轨迹线。轨迹线是将每个目标在每一帧中的位置记下，然后再将每一帧的数据连线。
相同行驶状态的车辆轨迹的聚集过程为：每一条轨迹R分解成一系列n个离散点
。每一条估计轨迹R表示每辆车在时间域里从图像入口到出口的离散轨迹。这些轨迹都投影到二维空间与轨迹聚集的坐标图像中，如图4．12所示。本文采用k－mean聚集方法。
应与车道数相等。聚集估计标号为：
n），聚集的中心表示为：
，这表示是第k种类型行驶状态的车辆轨迹。
type Of Tp Trajectory（Vi，t）：输出“正确”或“错误”。当车辆Vi在时间t停止时返回“正确”；反之返回“错误”。
图4．12 车辆聚集的轨迹线
通过车辆轨迹的聚集判断车辆绕道的过程为：车
辆行驶轨迹的时间与空间分别确定后，每一条估计轨迹R的相邻离散点rm，
之间的运行时间可以测出，从而可以获得第k（k＝1，…，kmin）条轨迹在同等位置离散点
，
的平均运行时间。车辆的运动状态可以通过单个车辆的运行时间与一部分车辆的平均运行时间的比较来判断。若车辆行驶轨迹相邻离散点rm到rm＋1的运行时间大于等于3倍其他车辆行驶轨迹在这两个离散点位置的平均运行时间（即3辆车通过的时间），这时输出“车辆绕道行驶”如图4．11（a）为单个车辆绕道行驶被检测出的事件。
is Space（Vi，t）：在时间t，沿着车辆的运行轨迹若在车辆Vi的前面存在未用的空间，输出“正确”即事件发生，反之返回“错误”。如果道路上每条车道没有交通流，这时也输出“错误”。
3．事件类运算符
事件类运算符对应的交通事件语义描述为：碰撞、追尾、紧急停车、维修车占道。本书中采用两种运算符检测交通事件。第一种运算符判断在静止的车辆前面是否有未用的空间。运算符（1）表示事故发生后，会有车辆停车，并在停止的车辆前面存在未用的空间（排队车辆）。运算符（2）表示的状态为：车道上存在静止的车辆，其他车辆为避开静止车辆改道行驶。可以计算出现场更换车道的车辆数。如果此车辆数超过3辆车，可以判定换道行为作为静止车辆的回避行为。值得注意的是不考虑静止车辆与换道车辆之间的关系。单个车辆事件行为检测结果如图4．13所示。
运算符语句为：
（a）第36帧
图4．13 单个车辆绕道行驶被错误地判断为事件
4．4．4．2 多辆车之间的事件行为分析
尽管前面介绍过的单个车辆的事件行为算法能有效地检测大部分事件，它仍然有出错的时候。错误检测的原因是由于忽视了车辆之间的关系。如图4．13所示为单个车辆绕道行驶被错误地判断为事件。在这些实例中，单个车辆的事件行为算法把正常的交通当成事故，这是因为运算符（2）把那些并不是因为避开静止的车辆而更换车道的情况错误地判断为事件发生。在单个车辆的事件行为算法中的运算符（2）对事件的检测具有延迟性。这是因为运算符（2）中的事件类运算符只有在完成“is Stalled”操作输出“正确”命令后才开始计数更换车道的车辆数。另外一种延迟检测就是漏检，如果静止的车辆停在场景之外，就有可能发生漏检。所以有必要对单个车辆的事件行为算法中的运算符（2）进行修改。修改后的运算符考虑了静止车辆与其他车辆之间的关系，并且在没有完成“is Stalled”操作时就开始计数。修改后的算法称多辆车之间的事件行为算法。同样对视频图像的36帧和41帧用多辆车事件行为检测结果如图4．14所示。由于多辆车事件行为检测考虑了车辆之间的关系，所以对正常无事件发生的视频检测时，所有车辆没有用蓝色矩形框标记。
1．行为类运算符
type Of Sp Trajectory（Vi，Vj，t）：当车辆为避开车辆Vj改道行驶时输出“变换车道”，否则，输出“正常”。
type Of SpTrajectory（Vi，Lkm，t）：当车辆为了避开第k条轨迹上的第m个离散点时，更换车道输出“变换车道”，否则，输出“正常”。
2．事件类运算符
使用单个车辆的事件行为算法中运算符（2），此运算符包括车辆之间的关系和清除检测的延迟时间，通过运算符（2）重新定义运算符（3）。在运算符（3）中，仅仅统计为避开车辆Vj而换道的车辆数。另外，运算符并不是等到车辆停止后才开始计数的。所以，运算符（3）在车辆Vj陷入事故中时就立刻输出“正确”，“正确”表示事故的发生。
在算法中，重新定义运算符（2）为运算符（4）。在运算符（4）中考虑了车辆之间的关系和聚集轨迹。它描述了在事故中的车辆由于静止而未被检测到的情况，导致后面来车在这个位置为避开陷入事故中的车辆而换道行驶。运算符在某一时间段内统计为避开特殊位置而换道的车辆数，如果车辆数大于等于4，则表示有事故发生。针对上述相同视频中的36帧和41帧，用多个车辆事件行为检测算法进行判断，发现视频图像中无事故发生。多个车辆事件行为检测结果如图4．14所示。
图4．14 多个车辆事件行为检测结果图
运算符语句为：
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