基于视频序列图像的车辆测速研究

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1、基于视频序列图像的车辆测速研究高浩军，杜宇人（扬州大学信息工程学院，扬州，225009）摘要：基于高速公路移动测速设备的测速模式，提出了一种基于视频序列图像的车辆测速的实现方法，通过测定固定时间间隔的两帧连续序列图像中目标车辆的相对位移实现车速的测定，运用车道划分、车辆定位判别的思想提高了测速的精度，对车道划分前后的速度测量误差进行了分析，实验结果表明，该方法能较为精确的测量出车辆行驶速度，在高速公路移动测速等场合具有较好的实用价值。关键词：摄像机定位；车道划分；测速；误差中图分类号：TP391.41VehicleSpeedDetectionResearchBasedonVideoSequen

2、ceImagesGaoHaojun,DuYuren(YangzhouUniversity,Yangzhou225009,China)Abstract:Thepaperpresentsavehiclespeeddetectionmethodusingvideosequenceimagesbasedonthespeeddetectionmodelofhighwaymobilespeeddetectionequipment.Accomplishthevehiclespeeddetectionbymeasurethedisplacementoftheobjectmovedbetweentwofixed

3、intervalsequenceimages.Improvingthespeeddetectionprecisionbytheideaofdrivewaypartitionandvehicleorientationdistinguish.Analyzethefore-and-aftmeasureerrorofdrivewaypartition.Experimentsresultshowsthatthemethodcouldgetahighprecisioninvehiclespeeddetection.Themethodhasabetterpracticalvalueinhighwaymobi

4、lespeeddetectionandotheroccasions.Keywords:cameraorientation;drivewaypartition;speeddetection;error0引言随着我国经济的发展，道路运输已经取代铁路成为最重要的运输方式之一，目前我国高速公路建设规模不断扩大，如何有效的对交通环境进行监管是当前面临的一个重要问题，而“车辆测速”作为交通监管的重要部分[1]，受到了人们的广泛重视。传统的高速公路交巡警常用的测速仪器为车载测速仪，其主要工作原理是通过雷达测速装置测速，车载数码照相机对超速车辆进行拍照，将超速车辆的车牌号、行驶速度显示在显示屏上，并自动储存该

5、记录，然后交警通知前方各站口进行拦截纠正。该测速方法主要依靠了雷达测速装置[2]，但随着图像处理技术的发展，基于视频的车辆测速成为了较为新颖的测速方式，通常被简称为“视频测速”，它无需与测速雷达等设备配合使用，仅仅根据对监控视频图像的处理来完成车辆行驶速度的测量。视频测速方法与传统的测速方法相比，主要有如下几个优点：（1）无需使用专用测速设备，成本较低；（2）由于避免与其它测速设备配合使用，使得系统被简化的同时提高了稳定性；（3）摄像头安装简单，进行视频监控的同时也能完成车辆测速，提高了设备使用率；（4）理论上该方法可达到较高的测速精度；1视频测速原理本课题受扬州大学自然科学基金(KK0313

6、090)资助，作者简介：高浩军，男，1981年，研究生，研究方向：图像处理与多媒体技术；杜宇人，男，1962年，副教授，研究方向：图象分析、电子测量。1.1摄像机定位本文模拟高速公路移动测速装置的使用对摄像机进行定位[3][4]如图1所示，摄像机、车辆、隔离带等位置如图1所示，路面共有1、2、3车道，h为摄像机的高度，d为摄像机离车道的距离，由于本文拟对高速公路移动测速装置使用模拟，因此h大约设置为1.5米，对车辆进行拍摄时φ角度接近于90度，ω角度大小设置为90度。d车辆摄像机隔离带123hXYZxyφω图1摄像机位置及拍摄示意图1.2测速原理基于视频序列图像的车辆测速主要是根据对连续帧的序

7、列图像的分析处理来实现车辆速度的测定[5]，考虑到从监控视频中提取出的连续帧的序列图像有如下特点：（1）连续的两帧序列图像间有一个不变的时间间隔；（2）连续的两帧序列图像间的车辆目标的位置有相对移动；根据以上特点，理论上通过以下物理学公式可以得出车辆目标的运动速度：（1）如图2所示，根据视频信号的固定的两帧连续图像的间隔时间可以很方便的得到时间，而通过车辆目标检测处理，可以得到车辆的相对运动距离，