通过视频方式精确获取车辆速度的方法技术

本发明专利技术公开一种通过视频精确获取车辆速度的方法，主要有以下几个特征：１．测量摄像机需要安装被测车道的正上方；２．需要对路面进行处理，包括画若干条与车行驶方向一致的条纹利在条纹的两端画出两条水平标志线；主机将不断对条纹进行扫描获得速度，对水平线扫描获得安装位置是否偏移的依据；３．本发明专利技术还利用了视频信号每场之间的时间间隔一样的特性，并且还采用了补光措施。

Method for obtaining vehicle speed accurately by video mode

The invention discloses a method for obtaining accurate vehicle speed by video, mainly has the following characteristics: 1 the measurement camera needs are installed above the measured lane; 2 carries on processing to the pavement, including drawing a plurality of consistent with the car driving direction at both ends of the stripes painted with stripes and two horizontal line; host will continue to get stripe scanning speed, the installation location is offset according to the characteristics of the 3 horizontal line scan; the invention also uses video signals each time interval of the same, and also used the fill measures.

【技术实现步骤摘要】
玟术领埤本专利技术是属于智能交通领域一种视频测速的方法，通过本方法可以提高视频测速的精度。 絲糾在智能交通领域对如何准确测量行使中的测量速度一直是科技工作者研究的重点，根据测量原理不 同，目前有如下几种测量方式1、触发线圈测速2、微波测速3、激光测速4、视频测速。线圈测速原理是基于电磁感应原理，即在路面上埋设两个线豳，车辆作为一个大的导体经过线圈必将 对线圈的磁场造成较大的影响，从而影响到流经线圏的电流，故只需耍检测出这种变化(两个线圈)，即 可经过测得车辆的速度。该测速方式是实现简单、造价低，但需要破坏路面，施工较麻烦。微波测速，又称雷达测速，是利用多普勒原理实现测速。即通过测速仪主动向运动的车辆发送雷达波， 雷达波碰到运动的车辆后，反射波的频率将产生变化，根据该变化与速率变化规律即可测得车辆速度。该 测速方式需要主动发送一定张角的雷达波，准确度受角度控制，而且容易被反雷达设备捕捉，造价较贵。激光测速原理是基于激光测距的基础上实现，激光测距是通过对被测物体发射激光光束，并接收该激 光光束的反射波，记录该时间差，来确定被测物体与测试点的距离。激光测速是对被测物体进行两次有特 定时间间隔的激光测距，取得在该一时段内被测物体的移动距离，从而得到该被测物体的移动速度。由于 该激光光束基本为射线，估测速距离相对于宙达测速有效距离远,可测1KM外的车辆测速精度高，误差 <1公里鉴于激光测速的原理，激光光束必须耍瞄准垂直与激光光束的平面反射点，又由于被测车辆距离 太远、且处于移动状态，或者车体平面不大，而导致激光测速成功率低、难度大，特别是执勤警员的工作 强度很大、很易疲劳，而且该设备价格昂贵。视频测速是基r幽像处理而实现的，主要是通过计算机获取道路的背景图像，计算机对每场图像背景进行分析，判断是否有变化，根据变化判断是否有车，进而判断相邻两场或多场之间车的位移，由于相邻 两场之间的时间是M定的(对Tpal格式的摄像机是20ms)，故可以计算出来车辆速度。通过以上分析，视频测速是最先进的测量手段，但目前的视频测tt主要存在两个问题而容易导致漏车、测速误差:^。—、由于视频测速主耍依据图像来分析，而图像是室外全天候的图像，在不同的时间、气候条件下导 致图像的变化很大，有时会导致背景在有车无车情况下变化不够大，而导致误判；有时会因为突然出现阴 影(云)而导致判断有车经过；二、由于摄像机安装在室外，遭受到风吹雨打后可能导致尚定位置偏移，而位置不论是向上、下、左、右偏均会对视频测速造成致命的影响，导致测速误差巨大。本专利技术是通过视频对车辆速度进行精确测量的方法。本专利技术有如下儿个特征一、 本专利技术视频获取是通过摄像机实现的，一个摄像机可以实现对一个或多个车道车辆速度的测 量， 一个车道测量时，摄像机需要安装在该车道的正上方对多个车道测量的情况下，需要 安装在几个车道的正上方；二、 路面处理，即本专利技术为了通过视频精确获取车辆速度，必须对路面进行处理，本专利技术的处理 方法包括两部分1、在每个车道沿车行方向画出多条间隔均匀的白色(或黄色)条纹，主 机对路面不断进行扫描，无车的正常背景将是间隔波纹；有车的情况下，由于背景被车辆覆 盖，条纹的规律被破坏，如此将可以精确将车辆位置确定；2、在条纹线的两端各画出两条 水平横向tf志，该标志距离摄像机安装杆的水平距离是一样的。三、 按照本专利技术的工作流程如下1、 初始化，在初始化阶段，主机对一些系统重要的参数进行賦值，包括摄像机安装高度(H)、 摄像机和近端横向标志线之间的水平方向的垂直距离(Ll)及两个标志线之间的水平方向垂 直距离(L2)、两水平横向标志线在图像中的行位lf允许范围及两者之间的行偏差数允许范围；2、 安装位置偏差扫描及控制，主机获取一场图像，在确定该场阁像没有车辆存在的情况下(通 过判断波纹规律存在)，在图像的底部分析出左右两块横向标志块的起始位置，并分别标记 pl、 p2。对pl和p2之间的差值及各自的位置与系统设定的标准值进行比较，当所有的值在 标准值范围之内，即取pl、 p2的平均值作为横向标志在图像中行位置并賦值给lin印l，然 后对顶部的水平横向标志作同样处理，找出开始行数并陚值给lin印2，进入到下一环节；当 Pl、 p2之间的偏差大于系统设定的范围，或pl、 p2的本身位置不在设定的范围之内，系统 将进行自我矫正(通过控制云台、镜头实现)，或向中心进行报轚；系统将保证每天至少对安 装位置偏差扫描一次，或则在连续20辆车(可根据实际进行修改)速度的平均值(也可以采 用前一天的平均速度)比该路段设定平均值低20% (可根据实际进行修改)时，强制对安装 位置偏差进行扫描，当安装位置确定无误后，根据当前测量的速度修改设定的平均速度当 发现安装位置偏差后，系统将进行自我矫正(通过控制云台、镜头实现)，或向中心进行报螯:3、 第一次扫描，在判断前一次扫描没有发现车辆的情况下，主机(计算机、DSP、或嵌入式CPU) 通过不断扫描各场视频，并分析顶部若干行的视频特性是否满足波纹规律，在发现波纹规律 完整的情况下，即判断本场视频内没有发现车辆，结束扫描在发现波纹规律不完整的情况 下，将扫描行位置向下移动若干行再査找，在多次移动后可以找到车辆在本场内的开始出现 的起始位置Lines,并纪录下来；4、 第二次扫描，在第一次扫描中发现有车出现在视频图像中，主机获取随后的指定场图像(该 场与第一场的间隔数可以根据测量测速、主机性能、单机測虽的车道数量进行设置)，并在该场根据第-—次判断车辆在视频位置的方法对车辆在该场内的起始位置进行定位，并将该位置 纪录为Linee;5、 速度计算，根据两次测量车辆在视频中的位置计-算车辆的速度，计算公式如下 V = 肿(tg(al+a2丰(lin印l-lines)/(lin印l-lin印2))-tg(al+a2+(lin印l-linee)/(lin印l-lin印2)))/ (N *20*0.001) 式中各符号的含义如下al:摄像机安装杆与靠近摄像机的横向标志水平线垂直方向的夹角 a2:摄像机安装杆与远离摄像机的横向标志水平线垂直方向的夹角 H:摄像机安装高度；Lines:第一次扫描中车辆在图像中出现的起始行数； Linee:第二次扫描中车辆在图像中出现的起始行数； N:两次扫描之间的场间隔数。6、 后处理，在本环节中，涉及到测量信息的保存、测量速度与限速的比较、是否向联网中心发 送报警信息(在有联网情况下)四、以上解决了距离测量的精确性，但测量速度，不但霜耍距离测量准确度髙，还需要时间间隔 测量准确度髙，本专利技术采用了电视模拟视频图像的尚有特性，即每场之间的间隔是固定的特 性。另外为了确保各场视频信号之间间隔的稳定，本专利技术还采用了利用摄像机的电子快门来 进行成像，在有快门的情况下，如果环境光不够，还需耍采用补光措施，光源采用大功率的 金卤灯或闪光灯，金卤灯和闪光灯的控制由主机完成。通过本专利技术可以大大提髙视频测速时对环境的适应力，能大大提高测速的精度并且本专利技术极大 地降低了测速的成本、测速实施的难度。 隨说M附图说明图1;系统构成图。1、 摄像机2、 主机；3、 辅助光源；4、 安装杆；图2;精确视频测速示意图。 图中参数说明如下al:摄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过视频测量车辆速度的方法，其特征在于：通过摄像机获取视频信号，并通过分析视频信号的特征获得被测车辆的速度；利用视频信号的特征还可以确定摄像机自身安装位置是否偏移；为了加强视频比对特征，需要对路面进行特殊处理；还具有获取精确时间间隔的手段；。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄柏霞，秦娜，
申请(专利权)人：黄柏霞，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]