YOLOv8 DeepSORT实现智能交通监控-改进yolo单目测距及速度测量-流量计数

YOLOv8 DeepSORT是一种基于目标检测和跟踪技术的智能交通监控系统。它基于YOLOv8,通过加入DeepSORT算法实现目标跟踪,同时还改进了YOLOv8的单目测距及速度测量技术和流量计数功能。

该系统可以通过摄像头或视频源实时捕获图像,并自动检测和跟踪交通中的车辆、行人等目标。在检测到目标后,系统会根据目标在图像上的大小进行单目测距,推算出目标与摄像头之间的距离。同时,系统还可以根据目标的运动轨迹和时间间隔计算出目标的速度。这些测量数据可以为交通管理提供有用的参考信息。

此外,该系统还具备流量计数功能,能够统计通过某一区域的车辆数量和车流量,从而帮助交通管理部门更好地了解道路使用情况,并提高道路资源的利用效率。

基于PyTorch框架开发的YOLOv8 DeepSORT智能交通监控系统,具有良好的性能和可扩展性。它可以适用于各种交通场景,如城市道路监控、高速公路监管、机场航站楼监控等。

综上所述,YOLOv8 DeepSORT实现智能交通监控的改进版,新增了单目测距及速度测量和流量计数功能,可以为交通管理部门提供更多有用的信息。同时,该系统还具备良好的性能和可扩展性,是一种具有广泛应用前景的智能交通监控解决方案。

YOLOv8:目标检测算法详解

YOLO(You Only Look Once)系列是一种单阶段、实时的目标检测框架,其最新迭代版本YOLOv8继承并优化了前代YOLO在速度与精度上的优势。YOLOv8的核心思想在于将整幅图像一次性输入到神经网络中,直接输出边界框坐标以及类别概率。

主要模块与算法原理:

Backbone Network(骨干网络):YOLOv8通常会采用一种高效的卷积神经网络结构作为基础特征提取器,如CSPNet或改进后的ResNet等,用于从原始图像中提取多尺度特征图。
Spatial Pyramid Pooling (SPP) 或 Path Aggregation Network (PANet):通过引入空间金字塔池化层或多路径聚合网络设计来捕获不同尺寸目标的上下文信息,从而提高对小目标的检测能力。
Anchor Boxes(锚点框):YOLO模型预测一组预定义大小的矩形区域,并调整这些区域以适应实际物体的形状和大小,减少了需要预测的参数量。
Bounding Box Prediction(边界框预测):每个网格单元负责预测多个候选边界框,包括每个框的中心坐标、宽高及其对应的对象类别概率。
Objectness Score(目标性评分):为每个预测框分配一个置信度分数,表示框内包含对象的可能性以及预测框与真实对象匹配的程度。
Training Loss(训练损失函数):YOLOv8使用了一种结合定位误差、分类误差以及目标性得分的复合损失函数,比如IoU损失(GIOU, CIoU, 或DIoU),旨在更精确地拟合模型。
DeepSORT:多目标跟踪算法解析
DeepSORT是基于在线卡尔曼滤波(KF)和深度学习特征表示的多目标跟踪算法,它是基于最初的Simple Online and Realtime Tracking (SORT)算法而扩展的。

核心组件与工作流程:

Re-Identification (ReID) Features:DeepSORT利用来自深度神经网络的嵌入式特征描述符来实现跨帧之间的行人或车辆重识别,即使目标在视觉上被遮挡或远离相机也能保持追踪连续性。
Kalman Filter Prediction:每个目标都有一个关联的卡尔曼滤波器用于预测下一帧的位置,考虑到目标的速度和加速度变化,有效处理运动状态估计问题。
Distance Metric Learning:采用余弦相似度或其他距离度量方法比较当前帧的检测结果与已有目标的ReID特征,判断是否为同一对象。
Data Association:运用匈牙利算法解决数据关联问题,即将当前帧的检测框与已知目标进行最优匹配,同时处理新出现目标的初始化和消失目标的确认。
Tracking Management:对于长期未匹配的目标,系统会根据一定的阈值和逻辑判断是否结束对该目标的追踪,同时启动对新检测到目标的跟踪。
应用
当YOLOv8与DeepSORT相结合时,首先由YOLOv8快速准确地检测出视频帧中的所有交通对象,然后将这些检测结果传递给DeepSORT,后者通过计算每个检测框的ReID特征和运动状态,进而实现稳定的多目标跟踪。这一套完整的解决方案广泛应用于智能交通监控场景,不仅可以统计车流量,还能识别异常行为(例如越界)、分析行驶轨迹等,大大提升了道路交通管理系统的智能化水平。

单目测距与测速的结合

单目测距结合YOLOv8的方案:


详细可见我的单目测距介绍
在集成YOLOv8与单目测距算法时,具体流程可能如下:

利用YOLOv8实时检测出图像中的车辆或其他目标,并提取每个目标的边界框。
对每个检测到的目标,进一步分析其在图像中的像素坐标。
将上述信息输入到单目测距算法模型中,计算每个目标相对于相机的大概距离。


速度估计原理:


连续帧分析:在YOLOv8成功检测并追踪到目标后,记录下每个时间步长(即连续帧之间的时间间隔)内目标的位置变化。
位置变化计算:由于我们已知相机参数以及目标在图像上的坐标变化,结合之前提到的单目测距得到的目标与相机的实际距离变化。
速度推算:根据物理学的基本公式(速度 = 距离 /
时间),可以通过目标在真实世界中的位移差值除以对应的时间差值来估算其瞬时速度或平均速度。

# 视频流处理循环
for frame in video_stream:# 进行目标检测detections = detector.detect(frame)# 使用DeepSORT进行追踪并获取当前帧的目标位置tracks = tracker.update(detections)for track in tracks:# 获取目标在当前帧的世界坐标位置current_position_world = track.current_position_world# 如果前一帧的位置已知,则计算速度if track.previous_position_world is not None:# 计算位移displacement = current_position_world - track.previous_position_world# 计算时间差(这里假设为每秒25帧)time_interval = 1 / 25  # 单位:秒# 计算速度speed = np.linalg.norm(displacement) / time_interval  # 单位:米/秒print(f"目标ID: {track.id}, 当前速度: {speed} 米/秒")# 更新上一帧的位置信息track.previous_position_world = current_position_world
结合YOLOv8及追踪算法的方案:

首先,使用YOLOv8检测并初始化目标追踪。
在连续帧中保持目标的身份一致性,并记录每帧目标的位置(基于图像坐标系转换为真实世界的三维坐标)。 利用单目测距算法实时更新目标的距离信息。
计算连续时刻两帧之间的目标位置变化,进而推算出目标的速度。
根据实际应用需求,可能需要对噪声数据进行平滑处理或采用更复杂的动态模型(如卡尔曼滤波)来优化速度估计精度。

代码运行


创建一个新的Python虚拟环境并使用pip管理依赖:

virtualenv venv --python=python3.10

激活新创建的虚拟环境:

source venv/bin/activate

安装项目所需的依赖包:

pip install -r requirements.txt

运行应用程序:

python trafficMonitor.py

以上指令是Linux或类Unix系统下的操作步骤。如果你在Windows环境下,激活虚拟环境的命令会稍有不同,应改为:

venv\Scripts\activate.bat

然后按照其他步骤进行操作即可。这些步骤首先创建了一个基于Python 3.10版本的虚拟环境,并在其内部安装了requirements.txt文件中列出的所有依赖项。

运行
python trafficMonitor.py。
获取整套代码、测试视频、训练好的权重和说明文档(有偿)
中科大硕士,技术够硬,也可以指导深度学习毕设、大作业等。
--------------->qq------------767172261
------------------------------

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/710010.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

web安全学习笔记【20】——信息打点(10)

信息打点-公众号服务&Github监控&供应链&网盘泄漏&证书图标邮箱资产 #知识点: 1、业务资产-应用类型分类 2、Web单域名获取-接口查询 3、Web子域名获取-解析枚举 4、Web架构资产-平台指纹识别 ------------------------------------ 1、开源-CMS指纹…

【刷题】 Leetcode 1022.从根到叶的二进制数之和

刷题 1022.从根到叶的二进制数之和题目描述:思路一(dfs深搜万能版)思路二 (栈迭代巧解版)总结 Thanks♪(・ω・)ノ谢谢阅读!!!下一篇文章见&#xff…

SpringBoot 自定义注解实现操作日志记录

文章目录 前言正文一、项目结构介绍二、核心类2.1 核心注解2.1.1 CLog 日志注解2.1.2 ProcessorBean 处理器bean 2.2 切面类2.3 自定义线程池2.4 工具类2.4.1 管理者工具类 2.5 测试2.5.1 订单创建处理器2.5.2 订单管理者2.5.3 订单控制器2.5.4 测试报文2.5.5 测试结果 附录1、…

【Java题】调整奇数位于偶数之前(超简单版)

题目: 调整数组顺序使得奇数位于偶数之前。调整之后,不关心大小顺序。 如数组:[1,2,3,4,5,6,7,8,9] 调整后可能是:[1, 9,3,7,5, 6, 4, 8, 2] 代码: import java.util.Arrays;public class Main {public static voi…

将python程序打包为exe格式

1. 安装pyinstaller winr打开命令窗口 输入: pip install pyinstaller输入命令后会自动安装pyinstaller 2. 打包 进入你的代码所在位置,输入cmd 在弹出的窗口中输入 pyinstaller --onefile your_script.pyyour_script.py修改为你需要打包的程序名字 …

ElasticSearch架构介绍及原理解析

ElasticSearch架构介绍及原理解析文章目录 一、Elasticsearch是什么?1.简介2.历史与发展3.有关概念1.cluster2.shards3.replicas4.recovery5.river6.gateway7.discovery.zen8.Transport 4.安装 二、ElasticSearch架构介绍及原理解析1.基本架构1.1 进程节点1.2 负载均…

简述操作系统内存管理

这篇可是真枯涩啊,哈哈,老早在学操作系统的时候整理的文章,没加润色,单纯从个人网站迁移过来。 操作系统内存管理的目的是将线性物理地址用抽象的逻辑地址空间,从而保护物理地址。此外,可以独立地址空间&am…

07-Linux部署Nginx

Linux部署Nginx 简介 NGINX是一款高性能的HTTP和反向代理服务器,也是一个IMAP/POP3/SMTP代理服务器。它的特点包括占用内存少、并发能力强,因此在处理高负载和高并发的场景时表现优秀。NGINX由俄罗斯的程序设计师Igor Sysoev开发,最初是为俄…

Windows Docker 部署 SQL Server

部署 SQL Server 打开 Docker Desktop,切换到 Linux 内核。然后在 PowerShell 执行下面命令,即可启动一个 SQL Server 服务,这里安装的是 2022 年版本 docker run -e "ACCEPT_EULAY" -e "MSSQL_SA_PASSWORDSQL123abcABC!&qu…

Spring 事务传播机制

事务传播机制:多个事务⽅法存在调⽤关系时, 事务是如何在这些⽅法间进⾏传播的。 ⽐如:有两个⽅法A,B都被 Transactional 修饰,,A⽅法调⽤B⽅法 A⽅法运⾏时, 会开启⼀个事务。当A调⽤B时, B⽅法本⾝也有事务&#xf…

59.仿简道云公式函数实战-文本函数-RMBCAP

1. RMBCAP函数 RMBCAP 函数可以将金额小写转换为人民币大写金额形式。 2. 函数用法 RMBCAP(数字) 3. 函数示例 如,在财务结算、报销管理、对公付款等场景中,可以利用 RMBCAP 函数将金额转换为大写,避免被篡改产生的负面影响 4. 代码实战…

Socket网络编程(一)——网络通信入门基本概念

目录 网络通信基本概念什么是网络?网络通信的基本架构什么是网络编程?7层网络模型-OSI模型什么是Socket?Socket的作用和组成Socket传输原理Socket与TCP、UDP的关系CS模型(Client-Server Application)报文段牛刀小试(TCP消息发送与接收&#…

江科大stm32学习笔记——【5-2】对射式红外传感器计次旋转编码计次

一.对射式红外传感器计次 1.原理 2.硬件连接 3.程序 CountSensor.c: #include "stm32f10x.h" // Device header #include "Delay.h"uint16_t CountSensor_Count;void CountSensor_Init(void) {//配置RCC时钟:RCC_APB2Perip…

前端架构: 脚手架之包管理工具的案例对比及workspaces特性的使用与发布过程

npm的workspaces 特性 1 )使用或不使用包管理工具的对比 vue-cli 这个脚手架使用 Lerna 管理,它的项目显得非常清晰在 vue-cli 中包含很多 package 点开进去,每一个包都有package.json它里面有很多项目,再没有 Lerna 之前去维护和…

SpringCloudNacos注册中心服务分级存储模型

文章目录 服务分级存储模型概述配置集群同集群优先的负载均衡 权重配置总结 之前对 Nacos注册中心入门 已经做了演示. 这篇文章对 Nacos 的服务分级存储模型做理论与实践. 服务分级存储模型概述 一个服务可以有多个实例,例如我们的 user-server,可以有:…

C#使用iText7给PDF文档添加书签

上一篇文章将SqlSugar官网文档中每个链接对应的网页生成独立PDF文档再合并为单个PDF文档,但是没有书签,八百多页的内容查找和跳转都不方便,本文学习和使用iText7给PDF文档添加多级书签。   添加多级书签分为两大步骤:1&#xff…

VR全景HDR拍摄教程

什么是HDR? HDR可以用在哪里? 书面解释:HDR(高动态范围 High Dynamic Range)摄影,是摄影领域广泛使用的一种技术。 是不是有点懵? 我们来看一个实际的拍摄现场环境,你就懂了 我们…

使用 Gradle 版本目录进行依赖管理 - Android

/ 前言 / 在软件开发中,依赖管理是一个至关重要的方面。合理的依赖版本控制有助于确保项目的稳定性、安全性和可维护性。 Gradle版本目录(Version Catalogs)是 Gradle 构建工具的一个强大功能,它为项目提供了一种集中管理依赖…

定时任务框架

定时任务的框架有哪些 ● Timer,JDK自带的,比较简单,使用的时候,定义一个TimerTask,实现run方法,然后定义一个Timer类,调用timer.schedule(timerTask,1000,3000); ○ 缺点:单线程、…

附加Numpy数组

参考:Append Numpy Array 引言 在数据科学和机器学习领域,处理大规模数据集是一项重要且常见的任务。为了高效地处理数据,numpy是一个非常强大的Python库。本文将详细介绍numpy中的一个重要操作,即如何附加(append&a…