一种基于三维标定和特征点匹配的视频测速方法

摘要

本发明涉及一种基于三维标定和特征点匹配的视频测速方法。现有的视频测速方法计算出的车速往往有着较大的误差，不能很好的反应事故时的真实状况。本发明是按照如下方法进行测速，首先在测量场景建立三维坐标系，选择至少6个空间中的点，并记录每个点的三维坐标，同时在二维场景图像中，对记录了三维坐标的点进行手动标注，并录入每个对应点的三维坐标，通过算法得到摄像机的三维透视模型，再对交互模式进行选择，交互模式包括两种：a.在视频的任意两帧中手动选择同一车辆的同一个点，进行速度测量；b.选择视频中某一帧运动车辆上的某一个点，进行车辆的运动速度测量。本发明可以直接测量，无须额外的硬件设备，只需要在现场进行场景的标注，即可完成场景中车辆的测速，还可重复测量以得到更加精确的测量速度。

主权项

一种基于三维标定和特征点匹配的视频测速方法，其特征在于是按照如下方法进行测速，首先在测量场景建立三维坐标系，选择至少6个空间中的点，并记录每个点的三维坐标，同时在二维场景图像中，对记录了三维坐标的点进行手动标注，并录入每个对应点的三维坐标，通过建立三维透视模型的算法得到摄像机的三维透视模型；再对交互模式进行选择，交互模式包括两种：a.在视频的任意两帧中手动选择同一车辆的同一个点，进行速度测量；b.选择视频中某一帧运动车辆上的某一个点，进行车辆的运动速度测量；其中a定义为手动交互模式，b定义为自动交互模式；采用手动交互模式，则在视频的任意两帧中手动选择同一车辆的同一个点，根据运动车辆的同一个点在视频中不同帧的三维场景坐标，计算运动车辆的位移，再根据视频的固有帧率，得到运动的时间，速度v＝车辆的位移d÷位移的时间差t；则根据视频中某一帧的运动车辆上的某一个点，在另一帧中搜索同一车辆的同一个点，并可对该点进行修正，修正的步骤：(1)生成目标点的sift特征向量(2)根据上一帧的搜索结果得到当前搜索帧的预测点；(3)在以预测点为中心的搜索域中多尺度的计算搜索图像每个点sift特征向量其中m为生成的搜索邻域的sift特征向量的总数；(4)计算每一个与的欧式距离，寻找距离最小的sift向量所对应的图像上的点就是与目标点最匹配的搜索点；步骤(3)和步骤(4)中建立三维透视模型后，通过自动交互模式进行速度测量，直接选择视频中某一帧运动车辆上的某一个点，在后续的帧中，通过目标点的跟踪算法依次跟踪每一帧中的对应点，并计算其三维坐标，从而得到视频中车辆在后续帧中的平均速度。