一种通过监控视频或车载摄像头测量汽车速度的方法

摘要

一种通过监控视频或车载摄像头测量汽车速度的方法，它涉及视频监控技术领域。本发明运用交叉比及其公认的在投影几何特定条件下的不变性，在已知车辆的一个固定长度后，从录像直接确定车辆速度的方法。本发明通过监控视频或车载摄像头测量汽车的速度。本发明通过静止相机拍到的视频图像序列来直接测定车辆速度，不用进行摄像机标定，也不用参考汽车在现场的物理位置。该方法能够扩展到车载摄像头的车速测定应用。

主权项

一种通过监控视频或车载摄像头测量汽车速度的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤一、从三维现实世界里提取A、B、C、D四点，依次从左到右的四个共线点A、B、C、D的交比(ABCD)如下：$\left(ABCD\right)=\frac{\frac{\left|AC\right|}{\left|BC\right|}}{\frac{\left|AD\right|}{\left|BD\right|}}...\left(1\right)$经过投影变换，直线中的任意四个点的交比都将是一个投影不变量被保留，真实世界里的四个共线点A、B、C、D分别被投影到图像空间里的A′、B′、C′、D′，如果用(A′B′C′D′)来表示四个投影点A′、B′、C′、D′的交比，那么(ABCD)和(A′B′C′D′)相等，(ABCD)＝(A′B′C′D′)…(2)步骤二、一辆汽车从时间T1到T2以速度v沿着直道运动，A、B分别是T2时刻路径上前、后轮的位置，C、D分别是T1时刻路径上前、后轮的位置，d是汽车运行的距离，I是汽车的轴距，A、B、C、D四点形成一条直线，其交比(ABCD)用d、I来表示如下：$\left(ABCD\right)=\frac{d^2}{d^2-l^2}$重新整理得：因为A、B和C、D两对点无法共存，所以交比(ABCD)是三维现实世界里的一个虚构参数，汽车的运动能被录像捕捉到后提取到T1、T2时刻的两幅图像帧，依此建设一个包含所有各点的投影点的虚拟二维图像空间，从这个虚拟二维图像空间便可间接得到交比(ABCD)。一辆配备了车载摄像头的汽车以稳定的速度沿着直道行驶，车载摄像头捕捉了T3、T4时刻的图片，取位于车道左侧的路标之类的道路固定装置为参照物，由于任何参照物的交比都会被保留，故构建好的虚拟二维图像空间用来计算参照物行驶的距离即汽车行驶的距离；步骤三：汽车速度的确定：根据交比的不变性，二维图像空间里的A′、B′、C′、D′四点的交比(A′B′C′D′)等于三维现实世界中A、B、C、D四点的交比(ABCD)将式(2)带入式(3)中得：从式(4)可知，若汽车的轴距已知，则汽车行驶的距离可以被确定，当距离已知，汽车的运行速度便可根据两幅图像帧之间流逝的时间(T2‑T1)利用简单的距离‑时间方程式来确定。