[发明专利]一种基于摄像机前端处理的交通测速方法

说明书

本发明公开了一种基于摄像机前端处理的交通测速方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）安装摄像机，对摄像机进行标定，以获取摄像机参数；（2）对摄像机拍摄的原始视频图像进行场景坐标重建，在重建图中对车辆进行接地点检测和接地点跟踪，然后计算行驶距离及行驶速度；或者，在原始视频帧中对车辆进行接地点检测和接地点跟踪，将多帧的接地点坐标换算成场景实际坐标，然后计算车辆的行驶距离及行驶速度。本发明可以在低成本下实现高精度速度检测，具有很高的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种车辆测速方法，具体地说，是涉及一种基于摄像机前端处理的交通测速方法。

背景技术

为了保证道路行驶安全，对道路上行驶的车辆进行行驶速度检测是交通领域的热点应用之一，它既涉及道路交通的管理、统计，还牵涉到事故后的责任认定。

现有的对行驶中的车辆进行速度检测的技术主要包括雷达检测、线圈检测及视频检测几种方式。其中雷达检测和线圈检测虽然精度及稳定性较高，但由于其硬件设施或者施工的成本较高，往往只能安装在主要路口及高速卡口等重点位置。

而视频测速由于摄像头同时可以用作违法取证，是最为经济实用的检测方式。视频测速的方法根据其原理不同，大致可以分为虚拟线圈检测及三维标定检测两种。虚拟线圈检测方法的主要缺陷在于：其一，时间差只能根据视频的帧号来确定，车辆通过虚拟线圈标志位的时间无法精确测量，系统误差无法避免，且误差会随着车速提高而增加；其二，根据车牌等标记在图像中的位置来确定车辆位置的方法也会带来误差，车牌高度不同的车辆在车牌处于图像同一位置时车辆的实际位置可以相差几米甚至十几米。而三维标定检测方法的主要缺陷则在于：其一，手动选择的点需要已知三维坐标其中的某一维，在实际测速应用中这种手动交互的方式难以实用化；其二，标定参考点需要已知三维坐标的六个以上的点，实际应用中获取的难度较大。

基于上述现状，必须要开发一种易于应用、能够自动检测接地点的测速方法，以满足实际工作中的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于摄像机前端处理的交通测速方法，解决现有技术中存在的问题，在不提高成本的同时，降低车辆测速的难度，提高精确度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于摄像机前端处理的交通测速方法，包括以下步骤：

(1)假设摄像机光轴相对于三维世界坐标中X-Y平面的垂直夹角为俯仰角t，摄像机视场角为θ，从三维坐标系中的Y轴沿逆时针方向到摄像机光轴在X-Y平面投影线上的水平夹角为转动角p；按照俯仰角t大于等于θ/2、转动角p大于70°的方式安装摄像机，输入四个标定点的图像坐标，采用双消失点标定法或单消失点标定法对摄像机进行标定，以获取摄像机参数；

(2)对摄像机拍摄的原始视频图像进行场景坐标重建，在重建图中对车辆进行接地点检测和接地点跟踪，然后计算行驶距离及行驶速度；或者，在原始视频帧中对车辆进行接地点检测和接地点跟踪，将多帧的接地点坐标换算成场景实际坐标，然后计算车辆的行驶距离及行驶速度。

另外，在光线不足的场景中，可以先通过闪光灯进行两次补光，然后根据两帧补光图像对车辆接地点进行定位，并计算车辆行驶距离及速度；或者，通过车灯上的特征点对车辆进行跟踪定位，并利用估计的车灯高度值，计算车辆的行驶速度；或者，先在车辆较远时对车辆进行速度预估，当预估的速度值超过当前场景的速度限定值时，触发闪光灯对驶入最佳拍摄区的车辆进行两次补光拍摄，根据两帧补光图片，对车辆接地点进行定位，然后计算车辆的行驶距离及速度。

优选地，所述步骤(2)中，将多帧的接地点坐标换算成场景实际坐标通过下列公式完成：

优选地，两次补光间隔时间0.5秒。