第44卷第10期2010年10月上海交通大学学报JOURNALOFSHANGHAI激AOTONGUNIVERSITYVol.44No.10Oct.2010文章编号:10062467(2010)10143905一种提高视频车速检测精度的方法张重德,张崇巍(合肥工业大学电气与自动化工程学院,合肥230009)摘要:通过对基于虚拟线的机动车视频测速方法的精度分析,提出了一种提高测速精度的方法.该方法在车道上定义一个矩形检测区,该检测区在视频图像上呈现出梯形,采用二维图像标定方法将梯形图像区域中任意一点的图像坐标准确地映射为检测区内对应点的地面坐标.通过在车辆经过检测区的视频图像中选取适当的图像帧,可以获得车辆的位移及对应的时间间隔,从而获得较高精度的速度测量结果.关键词:视频测速;测速精度;检测区;图像标定:U491.2文献标志码:AAMethodtoImprovetheAccuracyofVideobasedVehicleSpeedMeasurementZHANGZhongde,ZHANGChongwei(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China)Abstract:Withananalysisoftheinsufficientaccuracyofthevideobasedvehiclespeedmeasurementbasedonvirtuallines,amethodwasproposedtoimprovethemeasurementaccuracy.Arectangledetectionareawasdefinedonaroadlane,butitwasdisplayedasatrapezoidontheimagescapturedbythevideocamera.Byusingtwodimensionalimagecalibrationtransformation,theimagecoordinatesofanypointwithinthetrapezoidareacouldbeaccuratelymappedtothegroundcoordinatesofcorrespondingpointwithintherectanglearea.Byselectingadequateimageframescapturedduringthevehiclerunningacrossthedetectionarea,thedisplacementsofthevehicleandcorrespondingtimeintervalscouldbeobtainedbytheproposedalgorithmandthusthevehiclespeedcouldbeachievedwithbetteraccuracy.Keywords:videobasedspeedmeasurement;speedmeasurementaccuracy;detectionarea;imagecalibration在智能交通领域,视频测速是指不使用专门的测速设备(线圈、雷达和激光等),仅通过对车辆视频信号进行分析而获得机动车行驶速度的一种方法.利用视频图像检测车辆速度的过程主要包含如下2个步骤:(1)利用图像处理技术识别画面中的车辆并确定参考点;收稿日期:20091029(2)根据车辆在前后图像中参考点位置的变化而计算车辆的速度.目前,通过视频技术检测机动车行驶速度通常采用虚拟线(又称虚拟线圈)方法[1],该方法是在检测区域的视频图像上设置2条虚拟检测线而取代真实的地面预埋线圈,利用2条虚拟检测线之间的距离和车辆通过前后2条虚拟线的时间差计算出车辆作者简介:张重德(1969),男,湖北赤壁市人,高级工程师,研究方向:控制理论与工程.电话(Tel.):05512901102;Email:zhan共产党@hfut.edu.1440上海交通大学学报[2]第44卷速度.虚拟线测速方法产生的最大测速误差为=(vT)/D其中:v为车辆速度;T为图像采集帧周期;D为检测区域长度.设v=80km/h,D=30m,图像采集卡采集频率为25帧/s,则3%,容易造成车辆超速误判.如果想要降低误差,就需要加长检测区长度,例如,由30m加长到50m;但是,检测区长度的增加又会因图像分辨率的限制而影响距离测量的精度.因此,虚拟线方法虽较为简便,但车辆速度检测精度不高,并且可能由于光照等的影响而产生误判,其应用因不够理想而有可能被淘汰.视频测速领域中的最新动向是多摄像头方案,利用多目视觉进行识别、跟踪,并可实现对多目标测速[34],但系统配置要求高,算法复杂.本文面向单车道的视频测速,探讨了一种不同于虚拟线方案的视频测速方法,该方法利用路面上的车道线和2条添加的横向标志线而组成检测标定区.应用二维图形变换算法由图像坐标快速获取地面坐标,在此基础上,采用连续图像帧取代虚拟检测线上的图像帧进行距离检测,进而通过图像帧时间间隔计算车速.图1机动车测速区域设置Fig.1Settingofvehiclespeedmeasurementarea固定的前提下,图像坐标与真实地面坐标的相互映射呈现出非线性,这种非线性取决于地面坐标位置及其相对于摄像头仰角的三角函数关系.(2)任何镜头均存在非线性变形,这种变形难以标定,尤其是在镜头变焦时.通过对上述2种非线性因素进行数学建模,发现很难得到图像...