[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

说明书

本发明涉及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，利用多目标雷达与摄像机对多个车辆目标进行持续跟踪和测速，并进行抓拍记录。本发明方法的具体处理步骤包括：（1）对摄像机拍摄的视频进行实时分析，检测车辆的图像区域；（2）对检测到的车辆图像区域进行前后帧关联分析，对该车辆目标的实现连续跟踪；（3）对多目标雷达获得的车辆位置信息进行空间标定，与检测到的车辆图像区域关联；（4）对进入抓拍区域的车辆目标进行图像抓拍，并记录其关联的雷达测速信息。本发明提出的方法有效解决了视频场景中多个车辆目标与雷达测速信息的对应关系，用于多车辆目标的精确测速和超速判定。

技术领域

本发明涉及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，属于交通图像处理与交通信息技术领域。

背景技术

超速抓拍系统在我国应用广泛，是对路面车辆违章超速行为的重要取证手段。常见的超速抓拍系统采用线圈-摄像机、微波雷达-摄像机、虚拟线圈-摄像机以及区间测速等方式。其中线圈-摄像机组合的方式通过计算车辆先后通过两个线圈的时间差来估计车辆的速度，准确性高但线圈的工作寿命短且布置不方便；雷达-摄像机组合的方式基于车辆对雷达波反射的多普勒效应计算其速度，性能可靠且可路侧安装；虚拟线圈-摄像机的方式则在摄像机获取图像中建立虚拟的线圈区域，采用类似于线圈-摄像机的方法来计算车速，优点是仅依靠一台摄像机便可完成车速测量和抓拍，系统运行可靠性高，缺点是摄像机标定工作复杂且对图像算法依赖性高，车速测量准确度低；区间测速则基于车辆通过一段路程所需的时间计算其平均速度，对车辆的监控具有持续性且车速测量准确度高，但需要在两个道路卡口上进行布设，成本投入高。

考虑车速测量的准确性、性价比、系统可靠性和维护便捷性等，采用微波雷达-摄像机配合的方式具有一定的优势，也是当前公路上应用广泛的一种超速抓拍手段。但是常用的窄波束雷达在对单车道车辆进行测速时容易受旁车道车辆的干扰而造成测量不准确，难以处理交通流较大情况下的多车辆目标测速的难题。目前交通产品行业中有一类新型的多目标雷达被研制出来，这种雷达产品的微波波束可以完整覆盖多个车道，对雷达回波信号的时延和频移特性进行分析从而实现对多个车辆目标进行检测，并返回他们的速度和位置信息。但是雷达检测结果不具直观性，需要与摄像机抓拍的图像进行叠加，才可作为车辆超速行为的取证依据。

在现有的文献中，已有少量多目标雷达与摄像机配合测速抓拍的方法。申请号为201510318437.4的中国专利申请中提出的一体化多目标雷达测速抓拍系统，利用多目标雷达对多个车道上的车辆进行测速，当进入触发位置时则触发抓拍摄像机进行抓拍。该方法主要依赖于多目标雷达信息，需要多目标雷达具有车道宽度和车道数目的配置功能，对多目标雷达功能要求较高；而摄像机仅用于抓拍，不具备视频查看和车辆检测功能，直观性和交互性较差。申请号为201610098711.6的中国专利申请中提出基于测距测角测速相结合的多车道雷达测速方法及装置，利用车辆与雷达之间的测量角度和距离信息对车辆所属车道进行判断，从而实现对多个车道的车辆同时测速的功能，但也需要配置车道信息。

可见，目前基于多目标雷达进行测速抓拍的方法较少且单一，更侧重多目标雷达信息而忽视视频图像分析的作用。对于一个信息化的道路卡口来说，雷达信息过于稀疏，单独使用需有车道信息等先验，当车辆针对性地变更车道时仍会发生误判和抓拍不准确的情况。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供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，从多目标雷达与视频信息融合的角度出发，实现对监控范围内多车辆目标的检测和连续跟踪，并关联上雷达测速信息，最后触发抓拍，能够处理各种复杂情形下通行车辆的测速问题。

按照本发明提供的技术方案，所述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；