RU2442218C1 - Vehicle speed measurement method - Google Patents
Vehicle speed measurement method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2442218C1 RU2442218C1 RU2010149448/11A RU2010149448A RU2442218C1 RU 2442218 C1 RU2442218 C1 RU 2442218C1 RU 2010149448/11 A RU2010149448/11 A RU 2010149448/11A RU 2010149448 A RU2010149448 A RU 2010149448A RU 2442218 C1 RU2442218 C1 RU 2442218C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- video
- srn
- camera
- width
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для контроля движения на дорогах для контроля нарушения скоростного режима транспортными средствами и др.The invention relates to measuring equipment and can be used to control traffic on the roads to control speed violations by vehicles, etc.
Известны методы измерения скорости транспортных средств (ТС), широко используемые в настоящее время дорожно-патрульной службой ГИБДД, основанные на применении радиолокационных доплеровских измерителей скорости. Такие приборы основаны на анализе изменений параметров отраженного радиосигнала от движущегося транспортного средства [1].Known methods for measuring vehicle speed (TS), currently widely used by the traffic police patrol service, are based on the use of radar Doppler speed meters. Such devices are based on the analysis of changes in the parameters of the reflected radio signal from a moving vehicle [1].
Однако данный метод имеет ряд существенных недостатков. Во-первых, он позволяет измерять скорость лишь одиночных ТС, попадание в зону его контроля двух и более ТС не позволяет корректно сопоставить значение измеренной скорости конкретному ТС. Во-вторых, испускаемый им в процессе работы радиосигнал может быть успешно обнаружен участниками движения с помощью специальных средств (антирадаром).However, this method has a number of significant drawbacks. Firstly, it allows you to measure the speed of only single vehicles; getting into the zone of its control of two or more vehicles does not allow you to correctly compare the value of the measured speed to a specific vehicle. Secondly, the radio signal emitted by it during operation can be successfully detected by the participants of the movement using special means (radar detector).
Для устранения подобных недостатков применяется метод измерения скорости ТС с использованием видеокамер, устанавливаемых на пути движения транспорта.To eliminate such shortcomings, the method of measuring vehicle speed using video cameras installed in the path of traffic is used.
Известен способ определения скорости, где видеокамерой панорамного обзора непрерывно снимают выделенный участок дорожного полотна [2]. Скорость ТС вычисляют по расстоянию между двумя определенными положениями ТС, зафиксированными на двух кадрах, снимаемых данной видеокамерой, и по интервалу времени между этими кадрами. При этом видеокамера калибруется по четырем вершинам прямоугольника, которые реально размечены на дорожном полотне на известных расстояниях. Выявленное ТС - нарушитель регистрируется другой камерой - камерой, позволяющей получить видеокадр с более высоким разрешением. Недостатком такого метода является необходимость использования дополнительного оборудования.A known method for determining the speed, where the panoramic camera continuously removes the selected section of the roadway [2]. The speed of the vehicle is calculated by the distance between two specific positions of the vehicle, fixed on two frames shot by this video camera, and by the time interval between these frames. In this case, the video camera is calibrated at the four vertices of the rectangle, which are actually marked on the roadway at known distances. A detected TS - intruder is registered by another camera - a camera, which allows to obtain a video frame with a higher resolution. The disadvantage of this method is the need to use additional equipment.
Известен также способ определения скорости ТС, выбранный в качестве прототипа [3].There is also a method of determining the speed of the vehicle, selected as a prototype [3].
Способ включает излучение в направлении движущихся по участку дорожного полотна ТС импульсов электромагнитного излучения, прием импульсов отраженного электромагнитного излучения, скорости движения ТС путем сравнения параметров излученных и принятых импульсов и сравнение измеренной скорости ТС с максимально разрешенной на данном участке с последующими формированием, в случае регистрации превышения скорости, сигнала для распознавания государственного регистрационного знака нарушающего ТС с помощью видеокамеры распознавания государственного регистрационного знака, идентификацией ТС и автоматической регистрацией нарушений скоростного режима, импульсы радиолокатора излучают синхронно с видеосъемкой того же участка дорожного полотна видеокамерой панорамного обзора, вычисляют координаты и скорости транспортных средств, находящихся в кадре, после чего сравнивают получаемые независимо друг от друга посредством радиолокатора и видеокамеры панорамного обзора потоки данных, содержащие значения скоростей и координат всех ТС, находящихся в текущий момент на выбранном участке дорожного полотна, причем для получения метрологически достоверных данных о скоростях и координатах ТС используют данные радиолокатора, а за достоверные данные о координатах тех же ТС принимают данные, полученные от видеокамеры панорамного обзора, каждому ТС, нарушающему скоростной режим, обеспечивают дальнейшее сопровождение до момента распознавания государственного регистрационного знака, затем видеокамерой распознавания государственного регистрационного знака формируют кадр изображения ТС - нарушителя с распознанным государственным регистрационным знаком, датой, временем, зафиксированной скоростью и идентификатором видеокамеры, что позволяет осуществлять автоматическую регистрацию нарушений правил дорожного движения.The method includes emitting electromagnetic radiation pulses moving along a section of the vehicle’s roadbed, receiving reflected electromagnetic radiation pulses, vehicle speed by comparing the parameters of the emitted and received pulses and comparing the measured vehicle speed with the maximum allowed in this section with subsequent formation, in case of exceeding speed, signal for recognition of the state registration plate violating the vehicle using the state recognition video camera of a registration plate, vehicle identification and automatic registration of speed violations, radar pulses are emitted synchronously with video recording of the same section of the roadway with a panoramic camera, the coordinates and speeds of vehicles in the frame are calculated, and then obtained independently from each other by means of a radar and panoramic cameras, data streams containing speeds and coordinates of all vehicles currently selected th section of the roadway, and to obtain metrologically reliable data on the speeds and coordinates of the vehicle, radar data is used, and for reliable data on the coordinates of the same vehicles, the data received from the panoramic camera is taken for each vehicle that violates the high-speed mode and is provided with further support until recognition of the state registration mark, then a video camera of recognition of the state registration mark form a frame image of the vehicle - the offender with recognized m state registration mark, date, time, fixed speed and video camera identifier, which allows automatic registration of violations of traffic rules.
Однако такой метод, как описано выше, требует использования отдельной аппаратуры для измерения скорости и для распознавания номерного знака.However, such a method, as described above, requires the use of separate equipment for measuring speed and for license plate recognition.
Технической задачей данного изобретения является создание метода измерения с высокой точностью скорости транспортных средств, движущихся в плотном потоке, с однозначной привязкой значения измеренной скорости к ТС. Поскольку данный метод основан на использовании только одного вида аппаратуры - видеокамеры как для распознавания номера, так и для измерения скорости, он позволяет упростить и удешевить систему для его реализации.The technical task of this invention is to provide a method of measuring with high accuracy the speed of vehicles moving in a dense stream, with an unambiguous binding of the measured speed to the vehicle. Since this method is based on the use of only one type of equipment - a video camera for both number recognition and speed measurement, it allows you to simplify and reduce the cost of the system for its implementation.
Поставленная задача достигается тем, что в способе определения скорости транспортного средства, заключающемся в том, что на пути движения транспортного средства (ТС) размещают видеокамеру, с помощью которой формируют последовательность видеокадров с изображением пластины государственного регистрационного знака (ГРЗ) ТС при перемещении его в зоне контроля видеокамеры и определяют значение скорости ТС за время пересечения им зоны контроля видеокамеры, согласно изобретению фиксируют, по крайней мере, два видеокадра с различимым изображением ГРЗ, для каждого зафиксированного видеокадра осуществляют распознавание ГРЗ, определяют и запоминают время фиксации видеокадра, определяют ширину и высоту изображения пластины ГРЗ на видеокадре, вычисляют отношение ширины и высоты изображения пластины ГРЗ, сравнивают это значение с эталонным для данного типа распознанной пластины ГРЗ, по результатам сравнений вычисляют коэффициент сужения пластины ГРЗ, с учетом которого корректируют измеренную ширину изображения пластины ГРЗ, затем, с учетом фокусного расстояния объектива видеокамеры, параметров матрицы видеокамеры и скорректированной ширины изображения пластины ГРЗ, определяют расстояния Ln, где n=1, 2, 3,… - номер зафиксированного видеокадра, от видеокамеры до пластины ГРЗ для каждого зафиксированного видеокадра, и определяют значение скорости для каждой из возможных пар зафиксированных видеокадров как отношение разности вычисленных расстояний ΔLn к разности времени фиксации ДТп соответствующих видеокадров, при этом в качестве искомого значения скорости выбирают значение, соответствующее максимальной скорости на данном участке зоны контроля видеокамеры.The problem is achieved in that in the method of determining the speed of the vehicle, which consists in the fact that on the path of the vehicle (TS) place a video camera with which to form a sequence of video frames with the image of the plate of the state registration plate (GRZ) of the vehicle when moving it in the area monitoring the camera and determine the value of the speed of the vehicle during the time it crosses the control zone of the camera, according to the invention, at least two video frames with a distinct image by means of the distribution unit, for each recorded video frame, the identification of the distribution plate is carried out, the fixation time of the video frame is determined and stored, the width and height of the image of the distribution plate on the video frame are determined, the ratio of the width and height of the image of the distribution plate is calculated, this value is compared with the reference for a given type of recognized identification plate, the results of comparisons calculate the coefficient of narrowing of the plate of the filter plate, taking into account which the measured image width of the plate of the filter plate is corrected, then, taking into account the focal length of the lens, cameras, the parameters of the matrix of the camera and the adjusted image width of the plate, determine the distance Ln, where n = 1, 2, 3, ... is the number of the recorded video frame, from the camera to the plate of the filter for each fixed video frame, and determine the speed value for each of the possible pairs recorded video frames as the ratio of the difference between the calculated distances ΔLn to the difference in the time of fixing the accident of the respective video frames, while the value corresponding to the maximum soon ies in this section of the camcorder's control zone.
Так как обычно действия по фиксации нарушения скоростного режима ТС включают измерение скорости - выявление нарушения - распознавание номера ТС - формирование постановления и квитанции для оплаты штрафа, то очевидно, что реализация функций распознавания номера и измерения скорости ТС с помощью одного устройства позволит достичь поставленных целей и устранить недостатки, присущие традиционным системам.Since usually the actions for fixing a violation of the vehicle’s speed mode include measuring the speed - detecting a violation - recognizing the vehicle number - generating a decision and receipt to pay the fine, it is obvious that the implementation of the functions of recognizing the number and measuring the vehicle speed using one device will allow you to achieve your goals and eliminate the inherent disadvantages of traditional systems.
Предлагаемый способ поясняется на фиг.1-3.The proposed method is illustrated in figures 1-3.
Способ определения скорости транспортного средства реализуется следующим образом.The method of determining the speed of a vehicle is implemented as follows.
Видеокамеру устанавливают на треноге (или штативе) на обочине дороги на высоте около 1,5 м. Угол между лучом зрения камеры и направлением дороги составляет примерно 2-4°. В кадр попадает участок дороги, по которому движутся ТС навстречу видеокамере. В процессе работы комплекса видеокамера в постоянном режиме формирует последовательность видеокадров зоны контроля видеокамеры. Дальняя граница зоны контроля для всех полос практически одинакова и зависит от выбранной оптики (на фиг.1 отображена вертикальной линией) - на дальней границе зоны контроля изображение пластины ГРЗ на видеокадре имеет минимальный видимый размер, достаточный для распознавания. Ближняя граница зоны контроля различается для полос движения: самая ближняя к обочине полоса движения имеет наибольшую протяженность зоны контроля (верхний левый автомобиль на фиг.1), самая удаленная от обочины полоса имеет наименьшую протяженность зоны контроля (нижний правый автомобиль на фиг.1). При пересечении ТС зоны контроля видеокамеры изображение пластины ГРЗ, расположенной на передней части ТС, будет зафиксировано на последовательности видеокадров. Из последовательности видеокадров фиксируют от 2-х и более видеокадров с изображением пластины ГРЗ. Для каждого видеокадра производится распознавание ГРЗ, запоминается время фиксации каждого видеокадра, затем определяется ширина и высота изображения пластины ГРЗ на видеокадре. Зная реальные размеры пластины ГРЗ из параметров распознанного ГРЗ, а также параметры оптической системы и матрицы используемой видеокамеры, определяют расстояние от видеокамеры до пластины с ГРЗ на дороге.The video camera is mounted on a tripod (or tripod) on the side of the road at a height of about 1.5 m. The angle between the camera’s line of sight and the direction of the road is about 2-4 °. The frame includes a section of road along which vehicles move towards the camcorder. During the operation of the complex, the video camera in constant mode forms a sequence of video frames of the video camera control zone. The far boundary of the control zone for all the bands is almost the same and depends on the selected optics (shown in Fig. 1 by a vertical line) - on the far border of the control zone, the image of the filter plate on the video frame has a minimum visible size sufficient for recognition. The near border of the control zone differs for lanes: the lane closest to the roadside has the greatest length of the control zone (upper left car in Fig. 1), the most distant lane from the curb has the smallest length of the control zone (lower right car in figure 1). When the vehicle crosses the control zone of the video camera, the image of the filter plate located on the front of the vehicle will be recorded on the sequence of video frames. From the sequence of video frames, 2 or more video frames with the image of the plate of the GRZ are recorded. For each video frame, recognition of the filter is performed, the fixation time of each video frame is stored, then the width and height of the image of the filter plate on the video frame are determined. Knowing the actual dimensions of the GRZ plate from the parameters of the recognized GRD, as well as the parameters of the optical system and the matrix of the video camera used, determine the distance from the camera to the plate with the GRD on the road.
Поскольку пластина ГРЗ располагается в зоне контроля видеокамеры не перпендикулярно оптическому лучу видеокамеры, то ее видимое изображение в видеокадре кадре будет сужено, что приводит к искажению пропорций изображения пластины ГРЗ, т.е. видимая на видеокадре пластина с ГРЗ будет соответствовать более удаленному расстоянию от видеокамеры.Since the plate of the filter plate is located in the control zone of the camera not perpendicular to the optical beam of the camera, its visible image in the video frame will be narrowed, which leads to a distortion of the image proportions of the plate of the filter plate, i.e. the plate with the filter plate visible on the video frame will correspond to a more distant distance from the video camera.
Для выявления и устранения таких искажений необходимо проанализировать изображения ГРЗ на всей последовательности видеокадров. Для каждого изображения пластины ГРЗ вычисляют отношение его ширины Sn к высоте Hn, сравнивают с эталонным значением (для данного типа ГРЗ) и вычисляют коэффициент сужения К пластины ГРЗ. Корректируют измеренную ширину пластины Sn для каждого кадра с учетом коэффициента сужения К пластины ГРЗ: Sn 1=Sn/К.In order to identify and eliminate such distortions, it is necessary to analyze the images of gas distribution devices over the entire sequence of video frames. For each image of the slip plate, the ratio of its width S n to height H n is calculated, compared with the reference value (for this type of slip plate), and the narrowing coefficient K of the slip plate is calculated. Correct the measured plate width S n for each frame, taking into account the coefficient of narrowing K plate GRZ: S n 1 = S n / K.
Затем преобразуют ширину изображения пластины ГРЗ с учетом типа матрицы используемой видеокамеры для каждого видеокадра. Для этого умножают значение скорректированной ширины изображения пластины в пикселях на ширину одного пикселя в метрах:Then, the image width of the plate is converted, taking into account the type of matrix of the video camera used for each video frame. To do this, multiply the value of the corrected width of the plate image in pixels by the width of one pixel in meters:
Snw=Sn 1хPw,Snw = S n 1 x Pw,
где Pw - ширина одного пикселя (м).where Pw is the width of one pixel (m).
Расстояние до пластины ГРЗ от видеокамеры с учетом параметров оптической системы видеокамеры, а именно фокусного расстояния f, определяется как:The distance to the plate GRZ from the camera, taking into account the parameters of the optical system of the camera, namely the focal length f, is defined as:
Ln=f×Sэ/Snw Ln = f × S e / S nw
где Sэ - эталонное значение ширины пластины ГРЗ для данного типа распознанной пластины;where Se is the reference value of the width of the plate of the distributor for a given type of recognized plate;
n - номер зафиксированного видеокадра.n is the number of the captured video frame.
Если величина фокусного расстояния f неизвестна или требует уточнения, ее определяют по схеме, приведенной на фиг.3.If the magnitude of the focal length f is unknown or requires clarification, it is determined according to the scheme shown in figure 3.
Ln-f·Sr/Snw.Ln-fSr / Snw.
Значение скорости V транспортного средства определяют как: V=ΔL/ΔТ,The vehicle speed V is defined as: V = ΔL / ΔT,
где ΔL - разность между расстояниями от видеокамеры до пластины с ГРЗ для выбранной пары видеокадров,where ΔL is the difference between the distances from the camera to the plate with the filter for the selected pair of video frames,
ΔТ - разность между временами фиксации указанной выбранной пары видеокадров.ΔТ is the difference between the fixation times of the specified selected pair of video frames.
Таким образом вычисляется набор значений скоростей для всех возможных пар видеокадров. Следует отметить, что каждое значение скорости из полученного набора соответствует значению средней скорости на некотором отрезке пути в зоне контроля. Поскольку среднее значение скорости на отрезке пути всегда меньше, чем максимальное значение мгновенной скорости на этом же отрезке, то из полученного набора значений средней скорости как искомое значение скорости ТС выбирается максимальное значение.Thus, a set of velocity values is calculated for all possible pairs of video frames. It should be noted that each speed value from the obtained set corresponds to the average speed value on a certain segment of the path in the control zone. Since the average value of the speed on the path segment is always less than the maximum value of the instantaneous speed on the same segment, from the obtained set of values of the average speed as the desired value of the vehicle speed, the maximum value is selected.
Источники информацииInformation sources
1. Пат. RU 2237266.1. Pat. RU 2237266.
2. Пат. RU №2175780.2. Pat. RU No. 2175780.
3. Пат. RU № 2382416 (прототип).3. Pat. RU No. 2382416 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010149448/11A RU2442218C1 (en) | 2010-12-03 | 2010-12-03 | Vehicle speed measurement method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010149448/11A RU2442218C1 (en) | 2010-12-03 | 2010-12-03 | Vehicle speed measurement method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2442218C1 true RU2442218C1 (en) | 2012-02-10 |
Family
ID=45853783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010149448/11A RU2442218C1 (en) | 2010-12-03 | 2010-12-03 | Vehicle speed measurement method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2442218C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2518018C2 (en) * | 2012-08-22 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Method for contactless measurement of speed and movement of object and device for its implementation |
| RU2579645C1 (en) * | 2014-11-18 | 2016-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | Method of determining vehicle speed |
-
2010
- 2010-12-03 RU RU2010149448/11A patent/RU2442218C1/en active IP Right Revival
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2518018C2 (en) * | 2012-08-22 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Method for contactless measurement of speed and movement of object and device for its implementation |
| RU2579645C1 (en) * | 2014-11-18 | 2016-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | Method of determining vehicle speed |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101378498B1 (en) | Method and Device for Determining The Speed of Travel and Coordinates of Vehicles and Subsequently Identifying Same and Automatically Recording Road Traffic Offences | |
| USRE48914E1 (en) | System and method for multipurpose traffic detection and characterization | |
| RU2419884C1 (en) | Method of determining vehicle speed | |
| AU2015352462B2 (en) | Method of controlling a traffic surveillance system | |
| US8294595B1 (en) | Speed detector for moving vehicles | |
| WO2019230123A1 (en) | Detection device and detection system | |
| RU2587662C1 (en) | Automated system for detecting road traffic violation at crossroad, railway crossing or pedestrian crossing | |
| RU2493604C1 (en) | Method of detecting violations of road traffic rules | |
| CN109359596A (en) | A kind of highway vehicle localization method fast and accurately | |
| CN103578278A (en) | Device and method for identifying and documenting at least one object passing through an irradiation field | |
| KR20160000990A (en) | Vehicle photographing apparatus based multilane and control method thereof | |
| CN101373560A (en) | Method for measuring position and speed of vehicle on highway based on linear array CCD | |
| JP2019207654A (en) | Detection device and detection system | |
| KR101057837B1 (en) | Vehicle auto inspection system using laser beam | |
| RU2442218C1 (en) | Vehicle speed measurement method | |
| RU2569070C1 (en) | Method of detecting road traffic violations | |
| RU2491647C2 (en) | Method of traffic regulation | |
| RU2579645C1 (en) | Method of determining vehicle speed | |
| RU144184U1 (en) | AUTOMATED TRANSPORT MONITORING SYSTEM | |
| KR102112851B1 (en) | Non-contact automatic vehicle detection system | |
| RU2578651C1 (en) | Method of determining and recording road traffic and parking rules violations (versions) | |
| RU2760058C1 (en) | Method for automatic traffic control and the system implementing it | |
| CN115019521B (en) | Method and system for determining vehicle speed | |
| US20230394679A1 (en) | Method for measuring the speed of a vehicle | |
| Martínez et al. | Towards view-invariant vehicle speed detection from driving simulator images |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121204 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20131127 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20171005 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20171006 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20171005 Effective date: 20190301 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20211207 Effective date: 20211207 |