一种基于车载视频的交通标识定位方法

摘要

一种基于车载视频的交通标识定位方法，属于智能交通领域的交通信息收集技术，通过连续视频图像解算出交通标识的多个动态观察距离，结合车载GPS轨迹，来精确估计交通标识的地理坐标，以实现在连续交通标识识别的同时精确定位其地理位置。主要包括图像帧获取位置确定、交通标识区域畸变校正、交通标识精确定位、标识区域大小计算、交通标识视距估算、基于GPS轨迹的路径位置估算、加权位置判断等步骤。本发明通过车载视频设备记录的视频图像和同时记录的GPS位置，在连续识别出交通标识的前提下，对该交通标识进行自动的精确定位，避免人为估计造成的不准确，同时提高工作效率。

主权项

一种基于车载视频的交通标识定位方法，其特征在于实现步骤如下：第一步，图像帧获取位置确定去除初始视频帧序列中具有相同GPS坐标位置的视频帧，得到一个位置变动的视频帧序列{F_i|i=1,2,...,N}，对应的位置点序列记为{P_i|i=1,2,...,N}，对应的GPS序列记为{Lo_i,La_i|i=1,2,...,N}，Lo_i和La_i分别是经度和纬度坐标;设汽车在两个记录GPS坐标位置之间的行进路线为直线，根据间隔的帧数平均分配距离，插值计算出每一帧对应的GPS坐标；第二步，交通标识区域畸变校正进行摄像机的标定，得出相机的几何模型即求解其变换矩阵；再根据标定得到的变换矩阵对第一步得到的视频帧序列进行畸变校正，得到校正视频帧序列；第三步，交通标识精确定位对第二步中得到的校正视频帧序列，进行标识的检测定位，得到一个粗略的位置，再采用交通标识精确定位方法，确定交通标识的外接四边形，得到精确定位到图像中的交通标识；第四步，标识区域大小计算精确定位到图像中的交通标识后，根据确定的外接四边形对目标进行大小估计；再根据两帧F_i和F_i+k中目标的面积比例，估算目标尺度变化比例r_ik，其中i，k表示基于第i和第i+k帧计算；第五步，交通标识视距估算设两个视频帧F_i和F_i+k对应的GPS坐标位置分别为P_i:(Lo_i,La_i)和P_i+k:(Lo_i+k,La_i+k)，计算P_i和P_i+k之间的距离记为d（i,i+k）；利用d（i,i+k）和上一步的结果r_ik，并根据相机成像原理，计算出拍摄位置距交通标识所在位置的距离即视距u_ik；第六步，基于GPS轨迹的路径位置估算根据车辆行进轨迹与交通标识的位置关系并利用视距u_ik估算交通标识的位置SP_ik；第七步，多次观测结果加权对连续观察到的交通标识进行以上的位置估算，最后对所有估算的位置SP_ik进行加权计算，得到交通标识的地理位置SP。