[发明专利]融合多目标雷达与视频信息的通行车辆跟踪测速方法

摘要

本发明涉及一种融合多目标雷达与视频信息的通行车辆跟踪测速方法，利用多目标雷达与摄像机对多个车辆目标进行持续跟踪和测速，并进行抓拍记录。本发明方法的具体处理步骤包括：（1）对摄像机拍摄的视频进行实时分析，检测车辆的图像区域；（2）对检测到的车辆图像区域进行前后帧关联分析，对该车辆目标的实现连续跟踪；（3）对多目标雷达获得的车辆位置信息进行空间标定，与检测到的车辆图像区域关联；（4）对进入抓拍区域的车辆目标进行图像抓拍，并记录其关联的雷达测速信息。本发明提出的方法有效解决了视频场景中多个车辆目标与雷达测速信息的对应关系，用于多车辆目标的精确测速和超速判定。

主权项

1.一种融合多目标雷达与视频信息的通行车辆跟踪测速方法，其特征是，包括以下步骤：步骤S1、对摄像机视频实时检测车辆的图像区域；步骤S2、基于前后帧图像中的车辆图像区域对车辆目标进行连续视频跟踪；步骤S3、建立多目标雷达坐标系与图像空间坐标系的映射关系，对多目标雷达信息进行空间标定并变换至图像空间坐标系中以关联车辆图像区域；步骤S4、在视频图像中设置抓拍区域，对进入抓拍区域的一个或多个车辆目标进行成像记录；所述步骤S1包括图像前景区域提取、利用图像形态学对图像前景区域修正填充、对图像前景区域进行形状特征判定；经过上述步骤处理的一个或多个图像前景区域对应一个或多个车辆的图像区域；所述车辆的图像区域为车辆在视频图像中所覆盖的像素区域，视频图像中存在多个车辆则获取同等数目的彼此非连通的像素区域；所述步骤S2通过对前后视频帧中所有车辆图像区域进行重叠度、形状相似度、运动趋势分析，建立前后视频帧中各车辆图像区域的时序对应关系，获取时序上连续关联对应的车辆图像区域，每一个车辆图像区域的时序序列表示一个连续跟踪的车辆目标；所述步骤S3包括：方法初始化时利用多目标雷达和摄像机的安装参数建立雷达坐标系与图像空间坐标系的映射关系，运行时实时地将多目标雷达信息中的车辆位置坐标变换为图像空间坐标，并与当前视频帧中该坐标位置处的车辆图像区域关联，多目标雷达信息中对应的车速信息为该车辆图像区域所对应车辆目标的速度值；所述利用多目标雷达和摄像机的安装参数建立雷达坐标系与图像空间坐标系的映射关系具体包括：所需要的安装参数包括：摄像机与雷达在左右、上下以及前后之间的距离差L_x、L_y和L_z，摄像机与道路方向的夹角α，摄像机与水平面的夹角β以及多目标雷达的安装高度H；车辆目标在以多目标雷达为中心的坐标系中的坐标一般表示为车辆在道路横向方向上与雷达之间的距离D_h及在道路纵向方向上的距离D_v，将其变换至以摄像机为中心的右手笛卡尔坐标系中，坐标(x,y,z)^T满足：已知摄像机的水平和竖直视角分别为a_w和a_h，以及图像的水平和竖直分辨率分别为w和h，则将上述坐标变换至图像空间坐标系中，坐标(u,v)^T满足：