[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

技術領域

本發明涉及的是一種智能交通和近景攝影測量技術領域的方法，具體是一種用于現有道路交通視頻監控系統，基于車輛動態視頻特征的車輛定位及車速測量方法。

背景技術

在道路交通監控管理中，車速測量是交通事故成因分析和責任認定、道路流量監控以及調控干預等道路交通管控的重要基礎，對于智能交通系統的建立起著至關重要的作用。在道路交通方面，傳統的車輛測速方法主要包括：雷達檢測、感應線圈檢測、激光/紅外線檢測、超聲波/微波檢測等，其中：比較常用的是雷達檢測和感應線圈檢測方法。另外，隨著目前近景攝影測量技術的發展和計算機性能的提高，利用視頻圖像幀進行車輛定位及車速測量的技術也在逐步完善。

雷達測速的原理是：道路旁裝有雷達發射器，向道路來車方向發射雷達波束，再接受汽車的反射回波，通過回波分析測定車輛速度，如車速超過設定值，則自動觸發相機完成拍攝，記錄下違章車輛的識別信息。雷達測速的主要缺點是無重復測量性和分辨率低，當路面上有較多目標車輛時，尤其在復雜事故工況下難以進行準確地車輛區分和車速測量，并且成本較高。

感應線圈檢測是目前車速檢測系統使用的主要方法，該方法的原理是：通過電子原件檢測車輛經過時感應線圈中的電信號記錄下車輛通過時的狀態信息，通過采集和計算完成車速測量。這種方法造價較低，檢測精度較高，但是線圈容易損壞，安裝和拆除均不方便，同時該方法只能測量預定區域內車輛的平均車速，不能對車輛的運動狀態進行連續的跟蹤測量。

目前主要的車輛視頻測速方法，在最終車速計算時通常單純依賴速度定義，即速度v＝車輛的位移d/位移的時間差t。在視頻系統固有采樣頻率已知的前提下，車輛位移的計算完全依靠選取車輛上的特征點并進行坐標變換獲得，沒有利用圖像幀中特征尺寸或形狀的相互約束關系，因此，目前主要的視頻測速方法對視頻圖像幀的質量和選取特征點的精度要求較高，存在誤檢率高、測量結果對匹配算法誤差敏感以及魯棒性低等問題。此外，一些視頻測速方法直接使用三維坐標關系映射進行平面距離測算，導致標定方法復雜以及計算開銷較大，不但無法提高測量精度還降低了使用效率。

經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN102622895A公開(公告)日2012.08.01，公開了一種基于視頻的車輛速度檢測方法，首先獲取交通道路視頻，并對其做預處理得到720*288像素大小的只含灰度值信息的圖像序列；其次在圖像中選取2*8*90大小的車輛跟蹤區域，從連續的9幀圖像中提取圖像投影序列；再用幀差法提取投影圖像序列并選取其特征值，使用映射表中的二維映射關系(點到距離的關系)求取這些特征值點在實際道路中的位置；最后建立特征值點實際位置與時間的關系曲線圖，用最小二乘法擬合車輛的速度。與現有技術相比，該技術的方法可對視頻范圍內所有的車輛速度進行檢測，不受環境限制，能夠對實時視頻進行判斷，且檢測時間短、易于實現、準確性較高，具有廣闊的應用前景。但該技術需要使用映射表中的二維映射關系，該映射關系對于不同攝像系統或現場布置情況均有不同的數值表達關系，因此，該現有方法需要根據不同情況創建不同的映射表；其次，由于映射表為離散數據形式，對于視頻像中的任意點不可能在表中都恰好存在映射關系，因此，該技術在可測性和測量精度方面都有限制；此外，該方案需要在連續的9幀圖像中提取圖像投影序列后才能分析計算。