Traffic Monitoring from Aerial Video Data

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a implementací systému pro extrakci trajektorií vozidel z leteckých videí. Navržený systém analyzuje po sobě jdoucí letecké snímky dopravní křižovatky, které byly pořízeny kamerou z výšky přibližně 150 metrů pomocí autonomně létajícího stroje. Každý snímek je geo-registrovaný na základě vizuálních klíčových bodů ORB. Pro detekci vozidel v obraze byl využit kaskádový klasifikátor a příznaky MB-LBP. Oblast detekce vozidel byla omezena pomocí algoritmů pro detekci pohybu a s využitím informace o geometrii sledované křižovatky. Samotné sledování detekovaných vozidel je postaveno na částicovém filtru, který při evaluaci částic kombinuje výstup z detektoru vozidel a vizuální i pohybový model sledovaného vozidla. Systém byl otestovaný na třech ručně anotovaných video sekvencích, přičemž 92 % odhadnutých trajektorií koresponduje s realitou. Systém našel svoje uplatnění ve výzkumné činnosti dopravních analytiků, kde se využívá pro pokročilejší analýzy chování účastníků provozu v oblasti dopravních křižovatek a jejich vzájemné interakce.This thesis proposes a system for extraction of vehicle trajectories from aerial video data for traffic analysis. The system is designed to analyse video sequence of a single traffic scene captured by an action camera mounted on an arbitrary UAV flying at the altitudes of approximately 150 m. Each video frame is geo-registered using visual correspondence of extracted ORB features. For the detection of vehicles, MB-LBP classifier cascade is deployed, with additional step of pre-filtering of detection candidates based on movement and scene context. Multi-object tracking is achieved by Bayesian bootstrap filter with an aid of the detection algorithm. The performance of the system was evaluated on three extensively annotated datasets. The results show that on the average, 92% of all extracted trajectories are corresponding to the reality. The system is already being used in the research to aid the process of design and analysis of road infrastructures.