[发明专利]通过视频方式精确获取车辆速度的方法

权利要求书

1.一种通过视频测量车辆速度的方法，其特征在于：通过摄像机获取视频信号，并通过分析视频信号的特征获得被测车辆的速度；利用视频信号的特征还可以确定摄像机自身安装位置是否偏移；为了加强视频比对特征，需要对路面进行特殊处理；还具有获取精确时间间隔的手段；

2.权利要求书所要求的摄像机可以实现对一个或多个车道车辆速度的测量，一个车道测量时，摄像机需要安装在该车道的正上方；对多个车道测量的情况下，需要安装在几个车道的正上方；

3.权利要求书所要求的路面处理，包括两部分：一、在每个车道沿车行方向画出多条间隔均匀的白色(或黄色)条纹，主机对路面不断进行扫描，无车的正常背景将是间隔波纹；有车的情况下，由于背景被车辆覆盖，条纹的规律被破坏，如此将可以精确将车辆位置确定；二、在条纹线的两端各画出两条水平横向标志，该标志距离摄像机安装杆的水平距离是一样的。

4.该方法具有按照如下的步骤工作的特征：

步骤一：初始化，在初始化阶段，主机对一些系统重要的参数进行赋值，包括摄像机安装高度(H)、摄像机和近端横向标志线之间的水平方向的垂直距离(L1)及两个标志线之间的水平方向垂直距离(L2)、两水平横向标志线在图像中的行位置允许范围及两者之间的行偏差数允许范围；

步骤二：安装位置偏差扫描及控制，主机获取一场图像，在确定该场图像没有车辆存在的情况下(通过判断波纹规律存在)，在图像的底部分析出左右两块横向标志块的起始位置，并分别标记p1、p2。对p1和p2之间的差值及各自的位置与系统设定的标准值进行比较，当所有的值在标准值范围之内，即取p1、p2的平均值作为横向标志在图像中行位置并赋值给linep1，然后对顶部的水平横向标志作同样处理，找出开始行数并赋值给linep2，进入到下一环节；当p1、p2之间的偏差大于系统设定的范围，或p1、p2的本身位置不在设定的范围之内，系统将进行自我矫正(通过控制云台、镜头实现)，或向中心进行报警；系统将保证每天至少对安装位置偏差扫描一次，或则在连续20辆车(可根据实际进行修改)速度的平均值(也可以采用前一天的平均速度)比该路段设定平均值低20％(可根据实际进行修改)时，强制对安装位置偏差进行扫描，当安装位置确定无误后，根据当前测量的速度修改设定的平均速度；当发现安装位置偏差后，系统将进行自我矫正(通过控制云台、镜头实现)，或向中心进行报警；

步骤三：第一次扫描，在判断前一次扫描没有发现车辆的情况下，主机(计算机、DSP、或嵌入式CPU)通过不断扫描各场视频，并分析顶部若干行的视频特性是否满足波纹规律，在发现波纹规律完整的情况下，即判断本场视频内没有发现车辆，结束扫描；在发现波纹规律不完整的情况下，将扫描行位置向下移动若干行再查找，在多次移动后可以找到车辆在本场内的开始出现的起始位置Lines，并纪录下来；

步骤四：第二次扫描，在第一次扫描中发现有车出现在视频图像中，主机获取随后的指定场图像(该场与第一场的间隔数可以根据测量测速、主机性能、单机测量的车道数量进行设置)，并在该场根据第一次判断车辆在视频位置的方法对车辆在该场内的起始位置进行定位，并将该位置纪录为Linee；

步骤五：速度计算，根据两次测量车辆在视频中的位置计算车辆的速度，计算公式如下：

V＝H*(tg(a1+a2*(linep1-lines)/(linep1-linep2))-

               tg(a1+a2*(linep1-linee)/(linep1-linep2)))/(N*20*0.001)

式中各符号的含义如下：

a1：摄像机安装杆与靠近摄像机的横向标志水平线垂直方向的夹角；

a2：摄像机安装杆与远离摄像机的横向标志水平线垂直方向的夹角；

H：摄像机安装高度；

Lines：第一次扫描中车辆在图像中出现的起始行数；

Linee：第二次扫描中车辆在图像中出现的起始行数；

N：两次扫描之间的场间隔数。

步骤六：后处理，在本环节中，涉及到测量信息的保存、测量速度与限速的比较、是否向联网中心发送报警信息(在有联网情况下)；

5.权利要求1所说的获取精确时间间隔的手段是指利用了电视模拟视频图像的固有特性，即每场之间的间隔是固定的特性来确保每次测量间隔时间的准确性。