[發明專利]基于無人機航拍圖像的車速估算系統及方法

在審

• 申請號: 201710350251.6
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107067752A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 龍浩;鐘翼能;李俊德
• 申請（專利權）人: 北京聯合大學
• 主分類號: G08G1/052
• 分類號: G08G1/052;G08G1/01
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司11100
• 代理人: 朱麗華

1.基于無人機航拍圖像的車速估算系統，其特征在于，包括具有航拍功能的無人機、計算機，無人機拍攝獲取的若干原始交通圖像經無線傳輸單元傳輸至計算機，

計算機包括預處理模塊、移動物體檢測模塊、車道范圍分析及車道線提取模塊、車速計算模塊；

預處理模塊，用于對原始交通圖像進行預處理；

移動物體檢測模塊，用于基于預處理后的圖像檢測出移動車輛；

車道范圍分析及車道線提取模塊，用于基于預處理后的圖像，分析車道范圍、提取出車道線；

車速計算模塊，用于根據檢測出的移動車輛及提取出的車道線，結合實際的車道寬度，估算出移動車輛的車速。

2.根據權利要求1所述的基于無人機航拍圖像的車速估算系統，其特征在于，所述預處理模塊對原始交通圖像進行預處理，包括設定感興趣區域、圖像灰階化處理、空間濾波處理、邊緣檢測處理、校正處理。

3.根據權利要求1所述的基于無人機航拍圖像的車速估算系統，其特征在于，所述移動物體檢測模塊是將連續的兩兩圖像進行減法運算，將變動量大于一定閾值的連通區域確定為移動車輛。

4.根據權利要求3所述的基于無人機航拍圖像的車速估算系統，其特征在于，所述車道范圍分析及車道線提取模塊，是將連續的兩兩圖像進行減法運算，確定出變動量最小的圖像作為車道劃分參考圖像；將該車道劃分參考圖像對應的原始交通圖像作為分析目標圖像，將其對應的RGB彩色圖像轉換為HSV彩色圖像、再將HSB彩色圖像轉換為灰階圖像，將該灰階圖像進行二值化處理，利用水平投影法和形態學方法計算白色點的分布位置，提取出車道線，劃分出車道范圍。

5.根據權利要求4所述的基于無人機航拍圖像的車速估算系統，其特征在于，所述車速計算模塊，

根據檢測得到的移動車輛，分別計算車輛移動前后的質心，計算車輛移動前后質心移動的像素數m；

根據提取出的車道線，確定圖像中對應的車道寬度，確定圖像中沿車道寬度所包括的像素數n；

將實際的車道寬度除以圖像中沿其車道寬度所包括的像素數n，得到圖像中每個像素相當于實際道路上的實際距離；

將質心移動的像素數m乘以每個像素代表的實際距離，得到車輛移動的實際距離，結合連續兩張圖像的間隔時間，計算出車輛移動的速度。

6.基于權利要求1-5中任意一項所述系統實現的車速估算方法，其特征在于，包括：

S1：獲取無人機航拍的若干原始交通圖像；

S2：對原始交通圖像進行預處理；

S3：基于預處理后的圖像，檢測出移動車輛；

S4：基于預處理后的圖像，提取出車道線，確定車道范圍；

S5：根據檢測出的移動車輛及提取出的車道線，估算出移動車輛的車速。

7.根據權利要求6所述的車速估算方法，其特征在于，所述步驟S2中，對原始交通圖像進行預處理，包括設定感興趣區域、圖像灰階化處理、空間濾波處理、邊緣檢測處理、校正處理。

8.根據權利要求6所述的車速估算方法，其特征在于，所述步驟S3中，檢測移動車輛的方法是：將連續的兩兩圖像進行減法運算，將變動量大于一定閾值的連通區域確定為移動車輛。

9.根據權利要求8所述的車速估算方法，其特征在于，所述步驟S4中，提取出車道線、確定車道范圍的方法是：將連續的兩兩圖像進行減法運算，確定出變動量最小的圖像作為車道劃分參考圖像；將該車道劃分參考圖像對應的原始交通圖像作為分析目標圖像，將其對應的RGB彩色圖像轉換為HSV彩色圖像、再將HSB彩色圖像轉換為灰階圖像，將該灰階圖像進行二值化處理，利用水平投影法和形態學方法計算白色點的分布位置，提取出車道線，劃分出車道范圍。

10.根據權利要求9所述的車速估算方法，其特征在于，所述步驟S5中，估算車速的方法是：

根據檢測得到的移動車輛，分別計算車輛移動前后的質心，計算車輛移動前后質心移動的像素數m；

根據提取出的車道線，確定圖像中對應的車道寬度，確定圖像中沿車道寬度所包括的像素數n；

將實際的車道寬度除以圖像中沿其車道寬度所包括的像素數n，得到圖像中每個像素相當于實際道路上的實際距離；

將質心移動的像素數m乘以每個像素代表的實際距離，得到車輛移動的實際距離，結合連續兩張圖像的間隔時間，計算出車輛移動的速度。