論文の概要: UAV-Based Intelligent Traffic Surveillance System: Real-Time Vehicle Detection, Classification, Tracking, and Behavioral Analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.04624v1
- Date: Thu, 04 Sep 2025 19:19:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-08 14:27:25.394852
- Title: UAV-Based Intelligent Traffic Surveillance System: Real-Time Vehicle Detection, Classification, Tracking, and Behavioral Analysis
- Title(参考訳): UAVによるインテリジェント交通監視システム:リアルタイム車両検出, 分類, 追跡, 行動分析
- Authors: Ali Khanpour, Tianyi Wang, Afra Vahidi-Shams, Wim Ectors, Farzam Nakhaie, Amirhossein Taheri, Christian Claudel,
- Abstract要約: 本稿では,高度無人航空機(UAV)による交通監視システムについて紹介する。
実際の、制約のない都市環境での正確な車両検出、分類、追跡、行動分析を行うことができる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.6341839987582345
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Traffic congestion and violations pose significant challenges for urban mobility and road safety. Traditional traffic monitoring systems, such as fixed cameras and sensor-based methods, are often constrained by limited coverage, low adaptability, and poor scalability. To address these challenges, this paper introduces an advanced unmanned aerial vehicle (UAV)-based traffic surveillance system capable of accurate vehicle detection, classification, tracking, and behavioral analysis in real-world, unconstrained urban environments. The system leverages multi-scale and multi-angle template matching, Kalman filtering, and homography-based calibration to process aerial video data collected from altitudes of approximately 200 meters. A case study in urban area demonstrates robust performance, achieving a detection precision of 91.8%, an F1-score of 90.5%, and tracking metrics (MOTA/MOTP) of 92.1% and 93.7%, respectively. Beyond precise detection, the system classifies five vehicle types and automatically detects critical traffic violations, including unsafe lane changes, illegal double parking, and crosswalk obstructions, through the fusion of geofencing, motion filtering, and trajectory deviation analysis. The integrated analytics module supports origin-destination tracking, vehicle count visualization, inter-class correlation analysis, and heatmap-based congestion modeling. Additionally, the system enables entry-exit trajectory profiling, vehicle density estimation across road segments, and movement direction logging, supporting comprehensive multi-scale urban mobility analytics. Experimental results confirms the system's scalability, accuracy, and practical relevance, highlighting its potential as an enforcement-aware, infrastructure-independent traffic monitoring solution for next-generation smart cities.
- Abstract(参考訳): 交通渋滞と違反は、都市移動と道路安全にとって大きな課題となっている。
固定カメラやセンサベースの手法のような従来の交通監視システムは、カバー範囲の制限、適応性の低下、スケーラビリティの低下によって制約されることが多い。
これらの課題に対処するため,本研究では,無人航空機(UAV)を用いた交通監視システムを導入し,実環境,非制約都市環境における車両検出,分類,追跡,行動分析を行う。
このシステムは、マルチスケールおよびマルチ角テンプレートマッチング、カルマンフィルタリング、およびホモグラフィに基づくキャリブレーションを利用して、約200mの高度から収集された空中ビデオデータを処理する。
都市部におけるケーススタディでは、検出精度91.8%、F1スコア90.5%、追跡指標(MOTA/MOTP)92.1%、追跡指標93.7%を達成している。
正確な検出に加えて、システムは5種類の車両を分類し、安全でない車線変更、違法なダブルパーキング、横断歩道障害物を含む重要な交通違反を自動的に検出する。
統合分析モジュールは、オリジン決定追跡、車両数可視化、クラス間相関分析、ヒートマップベースの混雑モデリングをサポートする。
さらに、入出力軌道プロファイリング、道路セグメント間の車両密度推定、移動方向のロギングを可能にし、総合的なマルチスケール都市モビリティ分析をサポートする。
実験の結果,システムのスケーラビリティ,正確性,実用的妥当性が確認され,次世代スマートシティを対象とした,執行に意識したインフラストラクチャ非依存のトラフィック監視ソリューションとしての可能性を強調した。
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