基于图像透视投影变换的车辆道路交通视频测速方法

摘要

一种数字图像处理技术领域的基于图像透视投影变换的车辆道路交通视频测速方法，应用于现有道路交通视频监控系统，解决传统测速方法测量准确度低、实时性差、测量方式复杂以及硬件配置成本高等问题；利用透视投影成像原理，通过必要的摄像机畸变校正、透视投影平面转换、以及车辆投影特征识别和跟踪等技术获取车辆真实运动轨迹，同时测量车辆的运动速度和行驶方向。这种基于图像透视投影变换的测速方法，车辆形状特征易于提取、鲁棒性高、无需附加装置和预先标定、响应速度快、准确度高、成本低、易实现，适用于目前各类道路监控系统。

主权项

一种基于图像透视投影变换的车辆道路交通视频测速方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：根据视频图像在道路表面上选择特征点，并在对应视频图像的现场测量特征点间的实际距离，为建立路面直角坐标系提供必要的尺寸约束关系；第二步：对于存在图像非线性畸变的视频，利用第一步中选取的特征点的实际尺寸约束关系计算出图像畸变系数并校正所有相关视频图像，得到道路交通监控系统视频图像的理想俯视透视图像，即实际直线特征形状在图像中保持平直；对于不存在非线性畸变的视频，则直接执行第三步；第三步：根据第一步中测量的特征点间实际距离的组合建立路面坐标系，为实际特征点坐标设置合适的缩放系数作为透视投影变换结果图像中像素距离与实际距离的换算系数，根据特征点的在理想透视图像与单点透视投影变换结果图像中像点之间的对应关系求得指定单点透视投影变换矩阵，并对所有视频图像进行同一透视投影变换，获取在某一与路面平行平面上的路面单点透视投影图像；第四步：使用角点检测法，根据车辆的单点透视投影提取并跟踪车辆特征形状，在航拍俯视视角下进行单点透视投影可以锐化车辆的轮廓特征形状，得到位置参数、视频帧速及换算系数；第五步：根据所有视频图像中的车辆特征形状的位置参数、视频帧速及换算系数计算车辆运动参数。