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申请/专利权人：安徽大学

摘要：本发明公开了一种基于改进YOLOv5和DeepSORT的目标检测及追踪的方法及系统，所述方法包括获取待检测目标图像并进行预处理，将处理后的图片按6:2:2的比例划分预处理图像集，得到训练集、验证集和测试集；通过改进YOLOv5构建目标检测模型；通过训练好的目标检测模型对当前帧进行目标车辆检测，获得当前帧骑电动车人员佩戴头盔情况及位置信息。本发明通过提供改进YOLOv5提升检测精度，通过DeepSORT检测多帧被跟踪人员佩戴头盔情况进行综合分析，降低单帧可能存在的因图像模糊、多目标间存在相互遮挡等问题而导致的漏检、误检情况，能够精确地跟踪期望轨迹，实现目标准确检测和追踪。

主权项：1.一种基于改进YOLOv5和DeepSORT的目标检测及追踪的方法，其特征在于，包括以下步骤：获取待检测目标图像并进行预处理，将处理后的图片按6:2:2的比例划分预处理图像集，得到训练集、验证集和测试集；通过改进YOLOv5构建目标检测模型；通过训练好的目标检测模型对当前帧进行目标车辆检测，获得当前帧骑电动车人员佩戴头盔情况及位置信息；通过DeepSORT算法对视频中目标人员进行检测及追踪，综合根据追踪过程中多帧内被检测人员佩戴头盔情况判断被追踪人员是否正确佩戴头盔；通过YOLOv5和DeepSORT的目标检测及跟踪模型检测并跟踪交通视频中未按规定佩戴头盔人员；所述获取待检测目标图像并进行预处理，将处理后的图片按6:2:2的比例划分预处理图像集，得到训练集、验证集和测试集，包括：获取待检测目标图像，采用Mosaic方法对图像把4张图片通过随机缩放、随机裁减、随机排布的方式进行拼接，将处理后的图片按6:2:2的比例划分预处理图像集，得到训练集、验证集和测试集；所述采用Mosaic方法对图像把4张图片通过随机缩放、随机裁减、随机排布的方式进行拼接，包括：随机选取图片拼接基准点坐标xc，yc，另随机选取四张图片；四张图片根据基准点，分别经过尺寸调整和比例缩放后，放置在指定尺寸的大图的左上，右上，左下，右下位置；根据每张图片的尺寸变换方式，将映射关系对应到图片标签上；依据指定的横纵坐标，对大图进行拼接，并处理超过边界的检测框坐标；所述通过改进YOLOv5构建目标检测模型中，所述目标检测模型包括输入端、骨干网络、特征融合网络、检测器网络四个部分；所述输入端包括Mosaic数据增强、自适应锚框计算、自适应图片缩放；所述骨干网络包括Focus+CPS结构并采用CSP2结构；所述特征融合网络采用FPN和PAN结合的结构；所述检测器网络采用DIoU_Loss取代IoU_Loss，用DIoU_NMS取代NMS；所述通过DeepSORT算法对视频中目标人员进行检测及追踪，综合根据追踪过程中多帧内被检测人员佩戴头盔情况判断被追踪人员是否正确佩戴头盔，包括：通过DeepSORT算法对视频中目标人员进行检测及追踪，使用卡尔曼滤波器预测目标人员下一时刻位置信息，使用匈牙利算法对预测轨迹和检测结果进行级联匹配和IoU匹配，综合判断两者之间的匹配程度，完成对目标人员的跟踪匹配；基于改进YOLOv5和DeepSORT的目标检测及追踪的方法适用于基于改进YOLOv5和DeepSORT的目标检测及追踪的系统，包括：目标检测阶段模块，其用于获取图像对图像进行目标检测；目标跟踪阶段模块，其用于跟踪匹配目标是否佩戴头盔；信息反馈阶段模块，其用于录制目标视频，收集证据，并集合图像信息进行上传反馈；所述目标检测阶段模块包括：目标检测状态单元，其用于通过对当前帧图像进行目标检测，判断是否为电动自行车后，得到包括被检测骑电动自行车人员位置、头盔位置在内的目标检测结果，若检测到该人员与头盔位置未重合则确定该被检测人员为未正确佩戴头盔人员；信息关联状态单元，其用于根据当前帧目标人员和头盔的位置信息，确定被检测的人员检测框位置及头盔的检测框位置，计算人员检测框与头盔检测框的重叠面积占人员框区域的比例，若该比例大于阈值，则人员检测框与头盔检测框匹配，得到被检测人员佩戴头盔的情况；样本分离状态单元，其用于将所述信息关联状态单元目标检测结果中被建立追踪器的目标人员分离出来，以便构建相应的跟踪系统，对未正确佩戴头盔的被检测人员建立追踪器，便于后续跟踪，并及时将其位置信息、外观特征等反馈；所述目标跟踪阶段模块包括：目标预测状态单元，其用于通过卡尔曼滤波器处理，得到被检测人员下一时刻位置信息的预测轨迹；目标匹配状态单元，其用于使用匈牙利算法将通过卡尔曼滤波器得到的预测轨迹与检测轨迹进行匹配，判断二者之间的匹配程度，从而完成对被检测人员的跟踪匹配；目标检查状态单元，其用于检查连续帧中目标人员是否正确佩戴头盔，减少漏查、错查的情况，也可作为审查依据；目标判断状态单元，其用于在目标跟踪过程中，综合所有帧内被检测人员佩戴头盔情况，判断被检测人员是否正确佩戴头盔；所述信息反馈阶段模块包括：违规记录状态单元，其用于自动录制视频，以记录下被检测人员不正确佩戴头盔的证据，并将图像相关信息一并反馈后台，以帮助交通管理人员评估不良行为及对违规行为进行处理；违规报警状态单元，其用于根据目标分析结果，在被检测人员未正确佩戴头盔情况下触发报警装置，以提醒交通管理人员进行处理。

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百度查询： 安徽大学 一种基于改进YOLOv5和DeepSORT的目标检测及追踪的方法及系统