[发明专利]一种基于视频技术的公路隧道防追尾预警方法

权利要求书

1.一种基于视频技术的公路隧道防追尾预警方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、在隧道内安装路侧摄像头以及电子显示屏，通过摄像头采集视频数据；

在车辆进入隧道至少经过r秒的路程后再设置电子显示屏，电子显示屏与隧道入口的距离的计算公式如下：

式中B为电子显示屏与隧道入口的距离，单位为米；A为设计速度，单位为km/h；r为行驶时间，单位为秒；

考虑电子显示屏和摄像头之间的数据传输，将摄像头和电子显示屏平行安装，不同的镜头参数和角度对应不同的最佳录像距离，根据最佳录像距离和隧道环境因素，选用摄像头拍摄隧道内的视频；

步骤二、采用ST-MRF车辆跟踪技术对视频数据进行处理，获取前后车辆的位置信息及速度信息，所述速度信息包括速度、加速度/制动减速度、加速时间/制动时间；

步骤三、基于摄像机标定的坐标转换方法，对前后两车到镜头中心点在实际交通场景中的距离和像平面上的距离进行相互转换并计算出前后车的距离S；

步骤四、计算后车的制动距离，建立后车预警纵向安全距离的理论计算模型，将获取的前后车辆速度信息带入模型，实时计算后车的预警纵向安全距离L；

步骤五、比较后车预警纵向安全距离L和前后车距离S，当SL时，将预警信息显示在电子显示屏上，提醒前后车驾驶员注意行驶安全，保持跟车行驶安全距离；

所述步骤三中，基于摄像机标定的坐标转换方法，对前后两车到镜头中心点在实际交通场景中的距离和像平面上的距离进行相互转换并计算出前后车的距离S；具体如下：

在进行图像平面和道路平面几何映射时，采用以下先验知识：设车辆前方视野内道路是在一个平面内；相机光轴与地面平行，即在三维空间中Y的值保持不变；

光轴与像平面的交点记为(x0，y0)，作为像平面的原点；通过ST-MRF车辆跟踪技术检测出的前方车辆位置在像平面的像素点记为Q；点Q在像平面的投影坐标记为(x，y)；通过几何关系，得到点Q到镜头中心点的水平距离d₁的计算公式为：

式中，f是相机有效焦距；α是相机的俯仰角度；h是相机安装高度即镜头中心到地面的高度；

根据上述测距方法计算后车到镜头中心点的水平距离d₂，得出前后车之间的距离d：

d＝d₂-d₁ (4)

通过相机标定得到内部参数焦距f，通过外部测量得到外部参数相机高度h、俯仰角α，获取路面上前后两车在像平面的像素点的投影，根据式(3)分别求得前后两车到镜头中心点的水平距离的d₁，d₂，再计算前后两车之间的距离d，即为前后两车的间距S。