[發明專利]一種視頻與GPS相結合的車輛行駛軌跡全樣本數據獲取方法

有效

• 申請號: 201610250802.7
• 申請日: 2016-04-21
• 公開（公告）號: CN105719483B
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 邵敏華;孫立軍;鐘鼎文;彭建;趙迪
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;H04N7/18
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

1.一種視頻與GPS相結合的車輛行駛軌跡全樣本數據獲取方法，其特征在于：其包括以下步驟：

1)選擇合適的路側拍攝點對觀測路段進行高空視頻拍攝，并于拍攝期間派出一輛載有GPS的試驗車在觀測路段上巡回行駛；

2)進行視頻穩定性處理，并根據后期數據處理分析精度需要選擇幀率，完成視頻圖片化操作；

3)追蹤每一輛車在連續視頻圖片幀中的像素位置，最后提取得到觀測路段內所有車輛的以像素坐標表示的行駛軌跡；

4)提取觀測路段道路中心線像素點坐標，構建路段內各像素點與中心線像素點的對應關系矩陣，建立試驗車巡回行駛時對應的像素點與車輛在觀測路段內行駛距離間的對應關系，最終完成路段內各像素點與車輛行駛距離的坐標轉換矩陣的構建；

5)利用坐標轉換矩陣，將以像素坐標表示的行駛軌跡轉換為以地理坐標表示的行駛軌跡；

所述路段內各像素點與中心線像素點的對應關系矩陣的構建方法為：①經過組成道路中心線的每一個直線段的端點，繪制觀測路段的M+1個橫斷面，橫斷面以與道路邊線或交叉口停車線的交點作為起止點；②依次連接繪制的M+1個橫斷面的端點，形成M個四邊形，提取M個四邊形包含的像素點作為觀測路段范圍內的像素點，建立觀測路段圖片像素(X×Y)位置判別矩陣M_L:

其中：(j,i)為像素點坐標，j∈{1,…,X}，i∈{1,…,Y}；

③對于M_L中每一個δ_ij＝1的像素點A，像素坐標為(j,i)，計算其所在道路斷面對應的道路中心線像素點，計算方法為：將像素點A所在四邊形兩端斷面線延長至相交于一點，計算交點B的像素坐標，連接A、B點，得到直線AB，計算直線AB與道路中心線段的交點C的像素坐標；由步驟①結果找到中心線上像素點C對應的像素點編號k，k∈{1,2,…,k,…,N}，以σ_ij表示，σ_ij＝k；④以M_L中每一個δ_ij＝1的像素點對應的道路中心線像素點編號σ_ij替換δ_ij，得到路段內各像素點與中心線像素點的對應關系矩陣M_C：

其中：

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述路側拍攝點位于緊近觀測路段的高層建筑上，與觀測道路遠端連線和水平面間的角度α大于11度，與觀測道路近端連線和水平面的角度β大于67度，條件受限時大于50度。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述觀測路段內所有車輛以像素坐標表示的行駛軌跡的提取方法為：選擇車輛上易于辨識的部位作為追蹤連續圖片幀中車輛位置的特征點，所有車輛均應使用相同特征點，以特征點坐標代表車輛坐標位置，將車輛軌跡提取簡化為車輛特征點的軌跡提取。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述提取觀測路段道路中心線像素點坐標的方法為：選取一張車輛較少的觀測路段圖片幀，用連續直線段描繪道路中心線，曲率較大處，應采用較短的線段描繪中心線，設用于繪制中心線的路段數量為M；求出道路中心線上所有像素散點的像素坐標，并對中心線各像素點沿車輛行駛方向由小到大編號為{1,2,…,k,…,N}，N為中心線像素點個數。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于：如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述試驗車巡回行駛時對應的像素點與車輛在觀測路段內行駛距離間的對應關系建立方法為：①提取試驗車駛入觀測路段范圍前的最后一個像素點和駛入觀測路段范圍后的第一個像素點，取其連線與道路中心線編號為1的起始斷面的交點作為試驗場進入觀測路段范圍的起始點O，對應行駛距離為0m；②提取試驗車巡回行駛對應像素點，含觀測路段范圍內對應的所有像素點和駛入前的最后一個像素點，基于所載GPS記錄的數據，采用速度積分方法計算任意兩個GPS數據點間的車輛實際行駛距離；③采用線性內插的方法計算駛入觀測路段范圍后的第一個像素點距離起始點O點的行駛距離，其它像素點對應的行駛距離依次由相鄰GPS數據點間的行駛距離疊加得到。