[發明專利]基于車輛動態視頻特征的車輛定位及車速測量方法

有效

• 申請號: 201410293044.8
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104021676A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 張曉云;于蕾
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/052;G06T7/20
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種基于車輛動態視頻特征的車輛定位及車速測量方法，其特征在于，根據從標定車輛的行駛過程視頻圖像中提取出的車輛的動態視頻特征參數，對同一視頻監控系統中任意時間段內視頻圖像中的車輛動態圖像特征尺寸進行判定，重構并還原與各個圖像幀對應的待測車輛行駛過程的動態視頻特征模型；然后通過待測車輛的圖像特征尺寸的動態變化特性與實際車輛運動參數的映射關系，計算待測車輛行駛過程中與各個圖像幀對應的實際位置及車速值序列，實現車輛實際位置和行駛速度信息的獲取；

所述的標定車輛是指：一輛具有顯著特征寬度，在道路交通視頻監控系統覆蓋區域內正對攝像鏡頭由遠及近或由近及遠勻速行使的機動車輛。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的提取出的車輛的動態視頻特征參數通過以下方式獲得：利用標定車輛正對視頻監控系統由遠及近或由近及遠勻速行駛時所記錄的視頻圖像，測量并記錄標定車輛的圖像特征寬度與實際運動狀態參數序列信息，并利用車輛動態視頻特征參數與圖像特征尺寸的關系，獲得車輛的動態視頻特征參數，即表征車輛在由遠及近或由近及遠的行駛過程中的圖像幀序列中，同一圖像特征寬度尺寸由小變大或由大變小的規律特性的特征參數。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的提取具體為：記錄下整個行駛過程中的視頻圖像以及與視頻圖像中每個圖像幀對應的標定車輛的實際運動狀態參數序列，即車輛的實際位置和車速值的信息序列，通過對視頻圖像幀中標定車輛的圖像特征尺寸和實際運動狀態參數序列進行逆向解析得以獲得。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征是，所述的車輛動態視頻特征參數與圖像特征尺寸的關系是指：L_u＝(c₁+c₂u)b，其中：c₁和c₂為動態視頻特征參數，L_u和b分別為車輛特征寬度的圖像特征尺寸和實際尺寸值，u為車輛特征寬度在圖像坐標系中的橫坐標均值，L_u和u以像素為單位；在右手坐標系下，其中：P_W0＝(X_W0,Y_W0,Z_W0)為路面坐標系中某一標定參考點的坐標，其在攝像機坐標系中的坐標為P_C0＝(X_C0,Y_C0,Z_C0)，f為攝像機焦距，β為攝像機俯仰角，dX和dY分別為視頻監控系統的水平和豎直分辨率，P₀＝(u₀,v₀)為視頻系統圖像坐標系原點坐標。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征是，所述的逆向解析是指：根據已知的標定車輛的車輛特征寬度的實際尺寸值b以及最少兩幀圖像中的車輛圖像特征尺寸與車輛特征寬度圖像橫坐標均值組成的序列對：(L_u1,u₁),(L_u2,u₂),...(L_ui,u_i),...(L_un,u_n)，n≥2，代入車輛動態視頻特征參數與圖像特征尺寸的關系中即可獲得動態視頻特征參數c₁和c₂；當所用的標定圖像幀數量大于2時，即n>2時，優選采用最小二乘法獲得動態視頻特征參數c₁和c₂。

6.根據權利要求4或5所述的方法，其特征是，所述的車輛特征寬度是指：寬度方向平行于攝像系統焦面、尺寸已知且不小于1.5米的車體寬度或車體上滿足要求的某一特征寬度。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的判定是指：利用車輛的動態視頻特征參數，判定同一視頻監控系統中任意時間段內圖像幀中的其他車輛的動態圖像特征尺寸，具體為：通過對比分析任意時間段視頻圖像中所有圖像幀的全部橫向圖像特征寬度的像素值與車輛的動態視頻特征的偏離程度是否在預設閥值之內，若滿足則判定相關圖像特征寬度的像素值為待測車輛的動態圖像特征尺寸，并根據局部區域搜索算法識別對應待測車輛，同時記錄圖像幀序列中被識別的車輛動態圖像特征尺寸信息序列，記為