[发明专利]基于视频处理的车速实时测量方法

说明书

本发明公开了一种基于视频处理的车速实时测量方法，将路面上的物体从视频画面坐标系(u,v)转换到路面坐标系(x,z)中：其中，a为路面坐标系中两条平行分道线的距离，b为路面坐标系中分道线的长度，v_∞为消失点在视频画面坐标系中的v轴坐标，u_left、u_right分别为视频画面坐标系中路面上两条平行的分道线与u轴的交点坐标，v₁、v₂分别为视频画面坐标系中同一分道线两端的v轴坐标；通过相邻两帧视频画面中同一运动物体转化到路面坐标系后的坐标移动距离除以相邻两帧视频画面的时间差即可得出路面上的运动物体的时速。本发明利用我国完善的既有道路交通视频监控网络作为其原始数据源来实施自动、方便、精确的车速实时测量。

技术领域

本发明涉及交通管理技术领域。更具体地说，本发明涉及一种基于视频处理的车速实时测量方法。

背景技术

交通管理系统是治理交通拥堵的有效手段，在疏导交通、提高行车效率、降低交通事故风险、节能减排等多方面具有重要的应用前景。这一系统运行过程中需要对路网中各点的车辆速度和流量等重要交通参数进行实时采集。目前采集此类数据的主要手段包括感应线圈检测、激光检测、雷达检测等。感应线圈需要埋设在地下，建设和维护均需对路面进行开挖和重建，因此成本较高，且维护过程会阻断正常的交通，此外，感应线圈的使用寿命与平均车流呈反比关系，我国近年来公路车流的爆炸性增长对感应线圈的使用寿命影响巨大，进一步拉低了其性价比和产品竞争力。激光测速则由于激光发散度低导致其误检和漏检概率高，且激光测速对车辆的司乘人员存在一定的眼睛伤害风险。目前流行的雷达测速一般需要对测速对象的运动方向进行限制(雷达波与运动方向需要小于15度)以确保测量精度，此外雷达测速往往会受到相近射频波段(如为躲避测速雷达而安装的车载雷达干扰设备)或与测试对象相邻的其他车辆表面反射的雷达波的干扰而发生漏测或误测。最后，上述三中测速方法还存在一个共同缺陷，即它们均不能直接记录测速对象的身份，因此在需要确定测速对象身份的场合还需额外安装辅助的高速摄像器材对测速对象进行一一同步抓拍，这不仅显著推高了这两种测速方法的复杂度和使用成本，也对其可靠性产生一定的负面影响。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种利用我国完善的既有道路交通视频监控网络作为其原始数据源来实施自动、方便、精确的基于视频处理的车速实时测量方法。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于视频处理的车速实时测量方法，物体从视频画面坐标系转换到路面坐标系的坐标转换公式为：

其中，路面坐标系中路面宽度方向为x轴，路面延伸方向为z轴，视频画面坐标系以画面中显示的路面宽度方向为u轴，以画面中显示的路面延伸方向为v轴，a为路面坐标系中两条平行分道线的距离(单位：米)，b为路面坐标系中分道线的长度(单位：米)，v_∞为消失点(相当于路面延伸方向的无穷远点)在视频画面坐标系中的v轴坐标，u_left、u_right分别为视频画面坐标系中路面上两条平行的分道线与u轴的交点坐标，v₁、v₂分别为视频画面坐标系中同一分道线两端的v轴坐标；

通过相邻两帧视频画面中同一运动物体转化到路面坐标系后的坐标距离除以相邻两帧视频画面的时间差即可得出运动物体的时速。

优选的是，消失点的检测过程包括以下步骤：

步骤一、提取道路监控视频画面中静态物体的边缘像素点；