[发明专利]融合多目标雷达与视频信息的通行车辆跟踪测速方法

权利要求书

1.一种融合多目标雷达与视频信息的通行车辆跟踪测速方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤S1、对摄像机视频实时检测车辆的图像区域；

步骤S2、基于前后帧图像中的车辆图像区域对车辆目标进行连续视频跟踪；

步骤S3、建立多目标雷达坐标系与图像空间坐标系的映射关系，对多目标雷达信息进行空间标定并变换至图像空间坐标系中以关联车辆图像区域；

步骤S4、在视频图像中设置抓拍区域，对进入抓拍区域的一个或多个车辆目标进行成像记录；

所述步骤S1包括图像前景区域提取、利用图像形态学对图像前景区域修正填充、对图像前景区域进行形状特征判定；经过上述步骤处理的一个或多个图像前景区域对应一个或多个车辆的图像区域；

所述车辆的图像区域为车辆在视频图像中所覆盖的像素区域，视频图像中存在多个车辆则获取同等数目的彼此非连通的像素区域；

所述步骤S2通过对前后视频帧中所有车辆图像区域进行重叠度、形状相似度、运动趋势分析，建立前后视频帧中各车辆图像区域的时序对应关系，获取时序上连续关联对应的车辆图像区域，每一个车辆图像区域的时序序列表示一个连续跟踪的车辆目标；

所述步骤S3包括：方法初始化时利用多目标雷达和摄像机的安装参数建立雷达坐标系与图像空间坐标系的映射关系，运行时实时地将多目标雷达信息中的车辆位置坐标变换为图像空间坐标，并与当前视频帧中该坐标位置处的车辆图像区域关联，多目标雷达信息中对应的车速信息为该车辆图像区域所对应车辆目标的速度值；

所述利用多目标雷达和摄像机的安装参数建立雷达坐标系与图像空间坐标系的映射关系具体包括：

所需要的安装参数包括：摄像机与雷达在左右、上下以及前后之间的距离差L_x、L_y和L_z，摄像机与道路方向的夹角α，摄像机与水平面的夹角β以及多目标雷达的安装高度H；车辆目标在以多目标雷达为中心的坐标系中的坐标一般表示为车辆在道路横向方向上与雷达之间的距离D_h及在道路纵向方向上的距离D_v，将其变换至以摄像机为中心的右手笛卡尔坐标系中，坐标(x,y,z)^T满足：

已知摄像机的水平和竖直视角分别为a_w和a_h，以及图像的水平和竖直分辨率分别为w和h，则将上述坐标变换至图像空间坐标系中，坐标(u,v)^T满足：

2.如权利要求1所述的融合多目标雷达与视频信息的通行车辆跟踪测速方法，其特征是：所述多目标雷达信息包括：车辆在雷达坐标系中的位置坐标和车辆的当前速度，多目标雷达测量范围内存在多个车辆的则包含同等数目的信息序列。

3.如权利要求1所述的融合多目标雷达与视频信息的通行车辆跟踪测速方法，其特征是：所述步骤S4包括：方法初始化时在视频图像中设置抓拍区域，并对应调节摄像机的成像面以保证抓拍区域中车辆成像的清晰度，运行时实时地判断有无跟踪的车辆图像区域进入该抓拍区域；当车辆的图像区域进入该抓拍区域时触发摄像机截取一帧高分辨率的清晰图像并叠加该车辆图像区域关联的当前速度。