[发明专利]一种基于车载传感器视频流匹配的实时测速方法

说明书

技术领域

本发明属于数字图像处理、模式识别与系统辨识相关技术领域，具体涉及一种基于车载传感器视频流匹配的实时测速方法。

背景技术

目前，车辆测速方法有很多，大致可分为非车载式的测速方法和车载式的测速方法。非车载式的测速方法主要有雷达测速、激光测速和视频测速等方法，其中，视频测速方法具体通过软件算法对视频信号进行处理和分析，通常是从视频图像中获取参考对象，并计算出参考对象在一定的时间内移动的像素数，再进行像素数与实际距离的换算，最后根据速度公式计算得到车辆的运动速度，该方法不需要雷达，也不需要很多种的传感器，只需要将视频摄像头安装于道路的一侧和上方便可以实现对视频中车辆的行驶速度进行检测，但是该方法只能作为交通监管车速的一种手段，而无法实时在车辆上显示车速来提醒驾驶员。

车载式的测速方法主要有机械式测速、测速发电机、霍尔式传感器测速、地感线圈测速；通常利用轮轴转动产生的信息来得到速度值，并将速度显示在车速表上来提醒驾驶员。

目前的车辆自身测速的方法基本上分为两种：一种是通过测量变速箱里面齿轮转动的转速来计算；另外一种是通过装载ABS刹车上面的轮速仪来计算。但由于车辆传感器的制造和装配误差以及轮胎磨损、轮胎气压不符合规定等原因，都可能引起车辆速度测量结果与实际车速之间存在误差，易造成交通事故的发生。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于车载传感器视频流匹配的实时测速方法，将利用拍摄的两幅图像中同一目标对象角点移动的像素数反推在两幅图像时间间隔内车辆行驶的位移，从而获得车辆的行驶速度，进而为驾驶员提供实时的速度信息。该方法只需要安装一个车载摄像头就可以实现对车速的监测，不存在车辆制造和装配误差以及轮胎磨损对车速测量的，方便可行。

一种基于车载传感器视频流匹配的实时测速方法，包括下列步骤：

步骤一、将视频采集设备安装在车身侧面，镜头朝向与车的航向垂直，在t₁、t₂时刻分别采集视频图像，在t₁时刻采集的图像定义为基准图像，在t₂时刻采集的图像定义为待配准图像，定义ΔT=t₂-t₁为车辆行驶时间；

步骤二、视频处理设备采用Harris角点检测方法对每幅图像中的角点进行提取，获得角点集；

步骤三、采用局部特征法对步骤三提取的角点集进行配准，获得匹配角点对；

步骤四、选取两幅图像中的同一目标对象，并从步骤三获得的匹配角点对中找到所述目标对象的一个角点对，采用仿射变换将待配准图像中目标对象的角点变换到基准图像中，从而获得目标对象的角点移动的像素数Δd；

步骤五、将目标对象的角点在图像中移动的像素数利用公式（9）转换为目标对象的角点的实际位移ΔS，ΔS即为车辆在ΔT时间内行驶的距离；

其中，图像采集设备的视角为W为图像水平方向上的像素数，d为镜头与目标对象平面之间的垂直距离；

步骤六、根据步骤一所述的车辆行驶时间ΔT和步骤五获得的车辆行驶的距离ΔS，获得车辆的行驶速度。

较佳的，步骤一中的基准图像和待配准图像为连续两帧图像。

有益效果：

1）本发明将利用拍摄的两幅图像中同一目标对象角点移动的像素反推车辆行驶两幅图像时间间隔内的位移，从而获得车辆的行驶速度，该方法不存在车辆制造和装配误差以及轮胎磨损对测速的影响，只需要安装一个车载摄像头就可以实现对车速的监测，方便可行。

2）本发明一较佳实施例中步骤一中的基准图像和待配准图像为连续两帧图像，视频采集设备采集连续两帧图像的时间很短，可认为车辆在这段时间内的速度是不变的且沿直线运动，图像也不会受到较大的扰动影响，测速的结果更逼近真实的车辆速度。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为目标对象在图像中的位移;

图3为Harris角点提取的角点效果图;

图4为角点匹配效果图;

图5为摄像机原理图;

图6为摄像机原理图的俯视平面图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。