[發明專利]基于圖像膨脹率的迎面視頻測速方法

有效

• 申請號: 201610212506.8
• 申請日: 2016-04-07
• 公開（公告）號: CN107292932B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 楊小波;張曉云;楊智淳
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/246;G06T7/13;G08G1/052;G01P3/38
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種基于圖像膨脹率的迎面視頻測速方法，通過在運動物體的輪廓內部選取特征線，并記錄特征線的實際長度H及其在初始時刻t₀的圖像中的長度h₀，通過比較物體初始時刻圖像和下一時刻圖像的像素點數獲得初始時刻的圖像膨脹率σ₀，而后根據相似三角形原理計算初始時刻物體速度v₀，計算下一時刻圖像中特征線的長度h₁，重復上述過程得到其余時刻的物體速度，本發明根據視頻中車輛的圖像膨脹率來確定車速，算法簡單，易于實現，同時利用了被測物體截面的所有圖像信息，準確度高，穩定性好，不涉及硬件成本，克服了傳統測量方法處理復雜的缺陷，解決了傳統算法無法解決的視線與運動方向平行的情形，可以應用于交通事故中車輛速度的測量以及攝像頭的實時監控。

技術領域

本發明涉及的是一種速度測試領域的技術，具體是一種基于圖像膨脹率的迎面視頻測速方法。

背景技術

在交通事故處理中，車輛速度的判定直接影響事故起因分析以及責任的認定。車速檢測方法有雷達測速、激光測速、感應線圈測速、IC卡測速等等。隨著計算機和圖像采集設備性能的提高，視頻測速也成為了一種新的測速手段。

視頻測速主要是通過視頻中的圖像信息，利用圖像處理技術手段來獲取車輛的行駛速度。當前的處理方法包括虛擬線圈法和定位追蹤法，都主要集中于俯視的角度，從側面跟蹤車輛的運動軌跡，利用地面為背景來提取車輛的位置信息，最后再結合拍攝的幀數來計算車速。但無法處理車輛朝攝像頭迎面駛來的情況，傳統的圖像處理手段在算法設計中需要利用光軸與地面的交點來建立坐標系，無法解決視線與車輛運動方向平行的問題。

經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN104318782A，公開日為2015年01月28日，公開了一種面向區域重疊的高速公路視頻測速方法及系統，在車輛提取追蹤過程中，針對運動區域采用了對區域重疊的魯棒性更強的算法進行特征參數提取和模板匹配；從而，視區域重疊的程度不同，在重疊程度未超過一定限度時能夠成功在重疊區域中實現特定目標車輛的識別；該技術還根據重疊程度自適應地采用相對應的追蹤方式，能夠在測速視頻畫面序列的各幀畫面中連續地發現特定目標車輛所在區域，特別是當特定目標車輛處于重疊區域的情況也能夠實現識別，從而確定代表該特定目標車輛的像素位置，進而實現視頻畫面坐標系中的運動速度計算。但該技術采用了模式匹配的算法，計算量大，降低了監測的實時性效果，且基于攝像頭俯視的角度，對于迎面行駛的情形未給出相應的解決辦法。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種基于圖像膨脹率的迎面視頻測速方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明通過在運動物體的輪廓內部選取特征線，并記錄特征線的實際長度H及其在初始時刻t₀的圖像中的長度h₀，通過比較物體初始時刻圖像和下一時刻圖像的像素點數獲得初始時刻的圖像膨脹率σ₀，而后根據相似三角形原理計算初始時刻物體速度v₀，計算下一時刻圖像中特征線的長度h₁，重復上述過程得到其余時刻的物體速度。

所述的物體速度其中：N為視頻幀速，兩個時刻之間間隔m幀。

所述的特征線或其延長線與攝像機光軸相交且位于與攝像機光軸垂直的平面內，其兩個端點位于物體輪廓上。

本發明具體包括以下步驟：

1)對運動物體在T時段內的視頻圖像進行畸變校正，而后利用邊緣檢測技術測定物體的輪廓并選取特征線；

2)計算出初始時刻t₀的特征線長度H以及圖像中的長度h₀，設i＝0；

3)計算t_i時刻圖像膨脹率其中：n_i為t_i時刻物體圖像的像素點數；