一種基于道路監(jiān)控視頻的車輛速度檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能交通車輛測(cè)速領(lǐng)域，尤其涉及基于道路監(jiān)控視頻圖像的車輛速度 測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車的普及率也隨之飛速提升，車輛增多的同時(shí)交通事故 也接踵而至。而超速行駛便是悲劇釀成的罪魁禍?zhǔn)字弧?br>[0003] 目前車輛測(cè)速的主要方法有雷達(dá)測(cè)速、激光測(cè)速、地感線圈測(cè)速等。三種測(cè)速方法 都具有高準(zhǔn)確率的特點(diǎn)，但在測(cè)量速度的同時(shí)卻無(wú)法對(duì)違規(guī)行為進(jìn)行記錄。尤其，地感線圈 測(cè)速需要在地下埋設(shè)線圈，對(duì)路面損傷較大且維護(hù)成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明即為解決以上問(wèn)題而產(chǎn)生，在于提供一種基于道路監(jiān)控視頻的車輛速度檢 測(cè)方法，旨在降低車輛測(cè)速的繁瑣度和成本。本發(fā)明基于交通視頻的車輛測(cè)速方法，其外部 硬件設(shè)備僅依賴于攝像機(jī)，軟硬件配合即可解決測(cè)速和監(jiān)控兩塊難題。
[0005] 本發(fā)明創(chuàng)新點(diǎn)在于：提出每個(gè)像素點(diǎn)所代表的實(shí)際距離（piXel_distanCe)=車道 實(shí)際寬度（road_width)/視頻圖像中車道寬度的像素個(gè)數(shù)（pixel_number)。
[0006] 國(guó)家對(duì)于車道的寬度制定了一套詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范化的車道寬度為本發(fā)明提供了 極大的便利。
[0007] 因視頻圖像中的車道寬度隨著攝像頭的拍攝深度而不斷變化，故像素點(diǎn)所代表的 距離亦與像素點(diǎn)所在的位置有關(guān)。設(shè)像素點(diǎn)坐標(biāo)為（x，y),則當(dāng)y=i(設(shè)每個(gè)像素縱向?qū)?度和橫向?qū)挾人淼木嚯x一致）時(shí)：
[0008]pixel_distance[i]=road_width/pixel_number[i]〇
[0009] 基于道路監(jiān)控視頻的車輛速度檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：
[0010] ①車道圖片截?。翰捎密嚨罉?biāo)示線識(shí)別法從視頻圖像中分割出一條車道。刪除多 余背景，獲得純車道圖片。截圖時(shí)所用的原圖像素與視頻像素保持一致。亦可采用手動(dòng)截 取法獲得。
[0011] ②獲取車道寬度信息：根據(jù)步驟①獲得的車道圖片，計(jì)算車道寬度，用像素點(diǎn)個(gè)數(shù) (pixel_number)來(lái)表不。
[0012] ③計(jì)算每像素點(diǎn)所代表的實(shí)際距離：
[0013]pixel_distance[i]=road_width/pixel_number[i]，將獲得的一組pixel_distance[i]值存入文檔，方便后續(xù)調(diào)用。
[0014] ④求解修正系數(shù)P:對(duì)車道進(jìn)行距離標(biāo)定，比較現(xiàn)實(shí)距離與計(jì)算所得距離的差 距，作為修正系數(shù)，用以校正每個(gè)像素點(diǎn)所代表的實(shí)際車道距離。即0=兩個(gè)標(biāo)記間的實(shí)際 距離/計(jì)算所得兩標(biāo)記間距離。
[0015] ⑤記錄車輛運(yùn)動(dòng)軌跡：假設(shè)車輛做直線運(yùn)動(dòng)，采用特征點(diǎn)跟蹤方式得到車輛運(yùn)動(dòng) 的光流，計(jì)算所有光流的均值用來(lái)近似代替車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡。
[0016] ⑥計(jì)算車輛實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離：若車輛的行駛過(guò)程中不存在方向的變化，則根據(jù)存 入文檔中的pixel_distanCe[i]和車輛運(yùn)動(dòng)像素點(diǎn)數(shù)即可計(jì)算車輛實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離，該距 離數(shù)值上等于車輛運(yùn)動(dòng)軌跡中每個(gè)像素點(diǎn)所代表的實(shí)際距離之和作為車輛的實(shí)際運(yùn)動(dòng)距 離。即：路程求解公式用求和公式代替積分公式；公式；
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于道路監(jiān)控視頻的車輛速度檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟： ① 車道分割； ② 獲取車道寬度信息； ③ 計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)所代表的實(shí)際距離； ④ 求解修正系數(shù)0，用以校正每個(gè)像素點(diǎn)所代表的實(shí)際車道距離； ⑤ 獲取車輛運(yùn)動(dòng)軌跡； ⑥ 計(jì)算車輛實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離； ⑦ 距離修正； ⑧ 速度計(jì)算。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于道路監(jiān)控視頻的車輛速度檢測(cè)方法，其特征在于，在步 驟①車道分割時(shí)，采用車道標(biāo)示線識(shí)別法刪除多余背景，獲得車道圖片；截圖時(shí)所用的原圖 像素與視頻像素保持一致。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于道路監(jiān)控視頻的車輛速度檢測(cè)方法，其特征在于，在步 驟②進(jìn)行車道像素寬度信息采集時(shí)，其車道寬度用視頻圖像中車道寬度的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)表 /_J、i〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于道路監(jiān)控視頻的車輛速度檢測(cè)方法，其特征在于，在步 驟③計(jì)算每像素點(diǎn)所代表的車道實(shí)際距離時(shí)，假設(shè)每個(gè)像素縱向?qū)挾群蜋M向?qū)挾人淼?距離一致。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于道路監(jiān)控視頻的車輛速度檢測(cè)方法，其特征在于，步驟 ④求解修正系數(shù)0，先對(duì)車道進(jìn)行距離標(biāo)定，其后比較實(shí)際距離與計(jì)算所得距離，得到兩 者間的比值，作為修正系數(shù)，用以校正每個(gè)像素點(diǎn)所代表的實(shí)際車道距離；即0 =兩個(gè)標(biāo)記 間的實(shí)際距離/計(jì)算所得的兩個(gè)標(biāo)記間距離。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于道路監(jiān)控視頻的車輛速度檢測(cè)方法，其特征在于，在步 驟⑤獲取車輛運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，假設(shè)車輛做直線運(yùn)動(dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于道路監(jiān)控視頻的車輛速度檢測(cè)方法，其特征在于，在步 驟⑥計(jì)算車輛實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離時(shí)，路程求解公式用求和公式代替積分公式；即用車輛運(yùn)動(dòng)軌 跡中每個(gè)像素點(diǎn)所代表的實(shí)際距離之和作為車輛的實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于道路監(jiān)控視頻的車輛速度檢測(cè)方法，其特征在于，在步 驟⑥計(jì)算車輛實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離時(shí)，若車輛的行駛存在方向的改變，則需要考慮車輛的偏移角 度，用以校正車輛的實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于道路監(jiān)控視頻的車輛速度檢測(cè)方法，其特征在于，步驟 ⑦距離修正，是將車輛實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離乘以修正系數(shù)3。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于道路監(jiān)控視頻的車輛速度檢測(cè)方法，其特征在于，步 驟⑧速度計(jì)算，是根據(jù)現(xiàn)實(shí)中車輛的運(yùn)動(dòng)距離和運(yùn)動(dòng)時(shí)間計(jì)算車輛的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度，即
，其中D為步驟⑦中計(jì)算得到的車輛運(yùn)動(dòng)距離，T為前后兩幀視頻圖像幀差/視頻幀 率。
【專利摘要】本發(fā)明是一種基于道路監(jiān)控視頻的車輛速度檢測(cè)方法，包括如下步驟：①采用車道標(biāo)示線識(shí)別法對(duì)車道進(jìn)分割，剔除多余背景；②根據(jù)車道圖片獲取車道寬度信息；③計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)所代表的實(shí)際距離；④求解修正系數(shù)β，用以校正每個(gè)像素點(diǎn)所代表的實(shí)際車道距離；⑤計(jì)算車輛運(yùn)動(dòng)的光流，獲取車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡；⑥計(jì)算車輛實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離；⑦距離修正，將車輛實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離乘以修正系數(shù)；⑧速度計(jì)算。本發(fā)明采用視頻圖像分析技術(shù)，旨在降低車輛速度檢測(cè)、超速行為記錄的成本，同時(shí)本發(fā)明還起到擴(kuò)大車輛速度監(jiān)測(cè)范圍作用，凡有攝像頭的地方都可進(jìn)行車輛速度監(jiān)控。
【IPC分類】G08G1-052, G06T7-00
【公開號(hào)】CN104575003
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310503592
【發(fā)明人】苗振江, 胡碧瑩, 張強(qiáng), 許萬(wàn)茹, 劉汝杰
【申請(qǐng)人】北京交通大學(xué), 富士通株式會(huì)社
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月23日