[發(fā)明專利]一種基于雙目攝像頭的實(shí)時(shí)車速檢測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410336598.1
• 申請(qǐng)日: 2014-07-15
• 公開（公告）號(hào): CN104155470B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮穎;張欣;杜娟;鄒超洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01P3/68
• 分類號(hào): G01P3/68
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 蔡茂略

1.一種基于雙目攝像頭的實(shí)時(shí)車速檢測(cè)方法，其特征在于，步驟如下：?

1)通過安裝于道路旁的雙目攝像頭檢測(cè)進(jìn)入視角范圍的車輛：采用三幀差法提取進(jìn)入雙目攝像頭視角范圍的車輛的矩形框和質(zhì)心坐標(biāo)，然后通過卡爾曼預(yù)測(cè)模型區(qū)域匹配運(yùn)動(dòng)車輛跟蹤算法對(duì)目標(biāo)車輛進(jìn)行跟蹤；?

2)通過對(duì)目標(biāo)車輛的跟蹤，記錄車輛進(jìn)入和離開雙目攝像頭視角范圍的位置以及時(shí)間；?

3)根據(jù)雙目視差測(cè)距原理建立雙目攝像頭視差深度表和雙目攝像頭各深度處視點(diǎn)距離光軸的垂直距離長(zhǎng)度與其所成像的像素?cái)?shù)比例關(guān)系表；?

4)獲取車輛進(jìn)入雙目攝像視角并被檢測(cè)到位置視點(diǎn)的視差以及離開雙目攝像視角范圍位置視點(diǎn)的視差，通過視差深度表得出車輛進(jìn)入和離開位置的深度信息；獲取車輛進(jìn)入和離開雙目攝像頭視角范圍的位置處視點(diǎn)距離光軸垂直距離長(zhǎng)度在成像圖中的像素?cái)?shù)，根據(jù)各深度處視點(diǎn)距離光軸的垂直距離長(zhǎng)度與其所成像的像素?cái)?shù)比例關(guān)系表，得出車輛進(jìn)入和離開雙目攝像頭視角范圍的位置距離光軸的垂直距離長(zhǎng)度；?

5)根據(jù)車輛進(jìn)入和離開雙目攝像頭視角范圍的位置距離光軸的垂直距離長(zhǎng)度以及車輛進(jìn)入和離開雙目攝像頭視角范圍的位置的深度信息計(jì)算出車輛進(jìn)入和離開雙目攝像頭視角范圍的位置之間的行駛距離，然后根據(jù)車輛進(jìn)入和離開雙目攝像頭視角范圍的時(shí)間間隔，得出車輛的車速。?

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙目攝像頭的實(shí)時(shí)車速檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟1)中采用三幀差法提取進(jìn)入雙目攝像頭視角范圍的目標(biāo)車輛矩形框和質(zhì)心坐標(biāo)，具體過程如下：?

1-1)對(duì)雙目攝像頭拍攝到的圖像序列進(jìn)行中值濾波預(yù)處理；?

1-2)選取經(jīng)過上述處理后的連續(xù)三幀圖像，為前一幀圖像PK-1(x，y)、當(dāng)前幀圖像PK(x，y)和后一幀圖像PK+1(x，y)，分別計(jì)算當(dāng)前幀與前一幀的幀差圖像FD(x，y)，當(dāng)前幀與后一幀的幀差圖像FG(x，y)；?

1-3)對(duì)幀差圖像FD(x，y)和FG(x，y)進(jìn)行二值化和形態(tài)學(xué)濾波處理；?

1-4)將上述步驟處理后幀差圖像FD(x，y)和FG(x，y)進(jìn)行與運(yùn)算得到目標(biāo)圖像，通過目標(biāo)圖像提取目標(biāo)車輛的矩形框和質(zhì)心坐標(biāo)。?

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于雙目攝像頭的實(shí)時(shí)車速檢測(cè)方法，其特征在?于，所述步驟1)中卡爾曼預(yù)測(cè)模型區(qū)域匹配運(yùn)動(dòng)車輛跟蹤算法對(duì)目標(biāo)車輛進(jìn)行跟蹤的過程如下：?

1-5)計(jì)算圖像序列當(dāng)前幀和后一幀所提取的目標(biāo)車輛矩形框的長(zhǎng)、寬和質(zhì)心坐標(biāo)；?

1-6)獲取當(dāng)前幀圖像提取的矩形框和后一幀圖像提取的矩形框之間的重疊面S(i)，重疊面積從大到小依次作為S(i)矩形框?qū)?yīng)車輛的最佳預(yù)測(cè)、次最佳預(yù)測(cè)；?

1-7)計(jì)算當(dāng)前幀圖像中重疊面S(i)矩形框的面積、長(zhǎng)、寬、質(zhì)心坐標(biāo)以及后一幀圖像中經(jīng)過卡爾曼預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)與當(dāng)前幀圖像重疊面S(i)匹配的矩形框的面積、長(zhǎng)、寬和質(zhì)心坐標(biāo)；?

1-8)計(jì)算當(dāng)前幀圖像中重疊面S(i)矩形框與后一幀圖像經(jīng)過預(yù)測(cè)與當(dāng)前幀圖像重疊面S(i)匹配的矩形框之間質(zhì)心的距離、面積的差、周長(zhǎng)的差以及運(yùn)動(dòng)車輛面積的差；?

1-9)若步驟1-8)中得到的質(zhì)心的距離、面積的差、周長(zhǎng)的差以及運(yùn)動(dòng)車輛面積的差均小于判決閾值，則認(rèn)為前后幀圖像中目標(biāo)矩形框?qū)?yīng)的車輛為同一輛車。?

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙目攝像頭的實(shí)時(shí)車速檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟3)中雙目攝像頭視差深度表創(chuàng)建過程如下：?

3-1)在雙目攝像頭前方放置一塊平面板，其中平面板保持與雙目攝像頭圖像平面平行，將平面板移動(dòng)至距離雙目攝像頭距離D1處，雙目攝像頭分別拍攝一張圖像，根據(jù)這兩組圖像進(jìn)行標(biāo)定求單應(yīng)性矩陣；?

3-2)將平面板按照d1距離的間隔向雙目攝像頭移動(dòng)，拍攝一組圖像；?

3-3)利用已求出的單應(yīng)性矩陣做映射，得到平面板與雙目攝像頭各距離下的視差，即雙目攝像頭各深度下的視差，將深度與其對(duì)應(yīng)視差的數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合得到視差深度表。?

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于雙目攝像頭的實(shí)時(shí)車速檢測(cè)方法，其特征在于，所述d1的值小于等于0.1米。?