RU2592712C1 - Method and system for determining vehicle speed - Google Patents

Method and system for determining vehicle speed Download PDF

Info

Publication number
RU2592712C1
RU2592712C1 RU2015102323/11A RU2015102323A RU2592712C1 RU 2592712 C1 RU2592712 C1 RU 2592712C1 RU 2015102323/11 A RU2015102323/11 A RU 2015102323/11A RU 2015102323 A RU2015102323 A RU 2015102323A RU 2592712 C1 RU2592712 C1 RU 2592712C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vehicle
roadway
coordinates
points
image
Prior art date
Application number
RU2015102323/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ярослав Ярославович Петричкович
Анатолий Владимирович Хамухин
Original Assignee
Акционерное общество "ЭЛВИС-НеоТек"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "ЭЛВИС-НеоТек" filed Critical Акционерное общество "ЭЛВИС-НеоТек"
Priority to RU2015102323/11A priority Critical patent/RU2592712C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2592712C1 publication Critical patent/RU2592712C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: data processing; transportation.
SUBSTANCE: group of inventions relates to traffic control, namely to determination of vehicle speed. Method and system for determining vehicle speed consist in fact that image of road surface and vehicles located on it is formed using video camera, and with help of electronic computing device average path of vehicle is formed, and then with help of statistical analysis of data on vehicle position in projection on plane of road surface at moments of fixation of image frames resultant vehicle speed is estimated.
EFFECT: high accuracy of determining speed without restrictions on vehicle view of observation, simple design.
7 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области регулирования движения дорожного транспорта, а именно способам и системам определения скорости транспортного средства, и может быть использовано для контроля соблюдения скоростного режима водителями транспортных средств.The invention relates to the field of regulation of the movement of road transport, and in particular to methods and systems for determining the speed of a vehicle, and can be used to control the observance of speed limits by drivers of vehicles.

Известен способ определения скорости транспортного средства с помощью локаторов, описанный в патенте RU 2237266, в котором испускают электромагнитное излучение в сторону движущихся транспортных средств и принимают отраженный сигнал с измененной частотой в силу эффекта Доплера. По изменению сигнала вычисляют скорость транспортного средства.A known method of determining vehicle speed using locators described in patent RU 2237266, in which they emit electromagnetic radiation in the direction of moving vehicles and receive the reflected signal with a modified frequency due to the Doppler effect. By changing the signal, the vehicle speed is calculated.

Недостатком этого способа является то, что его нельзя использовать в полностью автоматизированных комплексах фиксации нарушений правил дорожного движения, поскольку измерение скорости в нем не сопровождается автоматической идентификацией транспортного средства: локаторы используют сотрудники дорожно-патрульных служб, которые самостоятельно принимают решение, к какому из транспортных средств относится выполненное с помощью данного способа измерение скорости.The disadvantage of this method is that it cannot be used in fully automated complexes for fixing violations of traffic rules, since the measurement of speed in it is not accompanied by automatic identification of the vehicle: locators are used by traffic police who decide on which vehicle refers to the measurement made using this method speed.

Известна система определения скорости транспортного средства, состоящая из локаторов и видеокамер, описанная в патенте RU 2382416, в которой локаторы используют для определения скорости и положения на дорожном полотне транспортных средств, а видеокамеры используют в комплексе с электронно-вычислительным устройством для идентификации государственных регистрационных знаков транспортных средств. В этой системе автоматически сопоставляют показания локаторов с изображениями транспортных средств, сформированными с помощью видеокамер, тем самым идентифицируют транспортные средства - нарушители скоростного режима.A known system for determining the speed of a vehicle, consisting of locators and video cameras, described in patent RU 2382416, in which locators are used to determine the speed and position on the roadway of vehicles, and video cameras are used in combination with an electronic computing device to identify state registration plates of vehicles funds. In this system, the readings of the locators are automatically compared with the images of vehicles formed with the help of video cameras, thereby identifying vehicles that violate the high-speed mode.

Недостатком этой системы с использованием видеокамер и локатора является то, что хотя она и способна работать автоматически без участия оператора для идентификации нарушителей скоростного режима, но при этом является сложной и, соответственно, недостаточно точной, поскольку сопряжение зон радиолокации на дороге с изображением транспортных средств - сложная задача, и на практике, в случае пересекающихся траекторий транспортных средств, измеренная скорость может неверно сопоставиться с идентифицированным автомобилем.The disadvantage of this system using cameras and a locator is that although it is able to work automatically without operator intervention to identify high-speed offenders, it is complex and, therefore, not accurate enough, since pairing the radar zones on the road with the image of vehicles a difficult task, and in practice, in the case of intersecting trajectories of vehicles, the measured speed may not be correctly compared with the identified vehicle.

Общим недостатком описанных выше аналогов, использующих радиолокацию для определения скорости транспортного средства, является наличие доступных детекторов, которые заранее подают сигнал водителям транспортных средств о том, что по ходу движения функционируют измерительно-контрольный комплекс. Это снижает степень контроля соблюдения правил дорожного движения.A common drawback of the analogs described above, using radar to determine the speed of a vehicle, is the availability of available detectors, which pre-signal the drivers of vehicles that a measuring-control complex is functioning along the way. This reduces the degree of control of compliance with traffic rules.

Известен способ определения скорости транспортного средства с помощью одной видеокамеры и электронно-вычислительного устройства, описанный в патенте RU 2419884, в котором автоматически выделяют положение государственного регистрационного знака транспортного средства на изображении с видеокамеры при выполнении процедуры идентификации регистрационного номера транспортного средства. Способ основан на сопоставлении пространства координат изображения, формируемого с помощью видеокамеры, с пространством координат дорожного полотна, по которому движется транспортное средство. Поскольку положение регистрационных знаков фиксируют на последовательных кадрах видеопотока, то скорость определяют как смещение вдоль дорожного полотна, полученное после преобразования смещения государственного регистрационного знака транспортного средства из пространства изображения камеры в пространство дорожного полотна, деленное на время, прошедшее между регистрацией кадров смещения.A known method of determining the speed of a vehicle using a single camera and an electronic computing device described in patent RU 2419884, in which the position of the state registration plate of the vehicle in the image from the camera is automatically allocated when performing the procedure for identifying the vehicle registration number. The method is based on comparing the coordinate space of the image formed by the video camera with the coordinate space of the roadway along which the vehicle is moving. Since the position of the registration marks is fixed on successive frames of the video stream, the speed is defined as the offset along the roadway obtained after converting the displacement of the state registration plate of the vehicle from the camera image space to the roadway space divided by the time elapsed between registration of the offset frames.

Этот способ определения скорости транспортного средства с помощью одной видеокамеры является пассивным с точки зрения радиоизлучения, поэтому расположение измерительной системы не может быть детектировано дистанционно с помощью бытовых автомобильных антирадаров. Кроме того, идентификация по номерной пластине транспортного средства позволяет почти со 100%-ной вероятностью идентифицировать транспортное средство нарушителя, даже если в поле зрения видеокамеры присутствует несколько транспортных средств. Однако данный способ опирается на ряд предположений, изложенных в формуле изобретения, которые выполняются не для всех транспортных средств, что может привести к существенной ошибке измерения скорости для таких транспортных средств в сторону увеличения. Этот способ опирается на предположение, что пластина государственного регистрационного знака транспортного средства не деформирована и не загрязнена, что позволяет точно определить прямоугольную область рамки пластины, и на основе выделенного четырехугольника точно определить положение проекции транспортного средства на плоскость дорожного полотна. На практике возникают примеры, когда определение точного положения рамки пластины государственного регистрационного знака транспортного средства затруднено вследствие деформации пластины в результате ДТП. Чаще всего это возникает из-за отклонений от регламентов и ГОСТов, которые обязывают водителей ТС следить за чистотой и исправностью номерной пластины с государственным регистрационным знаком. В частности, в Российской Федерации крепление пластин с государственными регистрационными знаками к транспортным средствам регулируется ГОСТом Р 50577-93. Однако нарушения правил и ГОСТов для внешнего вида и крепления номерных пластин юридически никак не связаны с нарушениями скоростного режима и не должны так трактоваться контрольно-измерительными комплексами для фиксации превышения допустимой скорости движения. Другим недостатком этого способа является то, что в нем не применяют статистическую обработку данных о положении номерной пластины транспортного средства, полученных на множестве кадров видеопотока, которые фиксируют проезд транспортного средства в поле зрения видеокамеры. Используют лишь первый и последний кадр, что снижает точность измерения скорости транспортного средства.This method of determining the speed of a vehicle using a single camera is passive from the point of view of radio emission, therefore, the location of the measuring system cannot be detected remotely using household automotive radar detectors. In addition, identification by the number plate of a vehicle makes it possible with almost 100% probability to identify a vehicle of an intruder, even if several vehicles are present in the camera’s field of view. However, this method relies on a number of assumptions set forth in the claims, which are not satisfied for all vehicles, which can lead to a significant increase in speed measurement for such vehicles. This method is based on the assumption that the plate of the state registration plate of the vehicle is not deformed and not dirty, which allows you to accurately determine the rectangular region of the frame of the plate, and based on the selected quadrangle accurately determine the position of the projection of the vehicle onto the plane of the roadway. In practice, there are examples when determining the exact position of the plate frame of the state registration plate of a vehicle is difficult due to deformation of the plate as a result of an accident. Most often, this arises due to deviations from the regulations and GOSTs, which oblige vehicle drivers to monitor the cleanliness and serviceability of the license plate with a state registration mark. In particular, in the Russian Federation, the fastening of plates with state registration marks to vehicles is regulated by GOST R 50577-93. However, violations of the rules and GOSTs for the appearance and mounting of license plate plates are legally in no way associated with violations of the high-speed mode and should not be interpreted by control and measuring systems in such a way as to fix excess speed. Another disadvantage of this method is that it does not apply statistical processing of data on the position of the number plate of the vehicle obtained on the set of frames of the video stream that record the passage of the vehicle in the field of view of the video camera. Use only the first and last frame, which reduces the accuracy of measuring the speed of the vehicle.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ определения скорости транспортного средства, описанный в патенте GB 2503328, который похож на способ предыдущего аналога, описанный RU 2419884, однако отличается от него тем, что для определения скорости транспортного средства в поле зрения видеокамеры должна присутствовать точка соприкосновения колес транспортного средства с дорожным полотном. Данный способ выбран в качестве прототипа заявленного изобретения.Closest to the claimed invention is a method for determining the speed of a vehicle, described in patent GB 2503328, which is similar to the method of the previous analogue described in RU 2419884, but differs from it in that in order to determine the speed of the vehicle in the field of view of the video camera there must be a contact point of the wheels vehicle with roadbed. This method is selected as a prototype of the claimed invention.

Недостатком способа-прототипа является то, что не во всех ракурсах обзора транспортного средства видна точка соприкосновения транспортного средства с дорожным полотном (например, см. Фиг. 3.) Другой существенный недостаток этого способа заключается в том, что относительная погрешность измерения скорости в нем достигает 8%, судя по графику на рисунке, т.е. при скорости транспортного средства 100 км/ч абсолютная погрешность равна 8 км/ч, что является недопустимым при сертификации современных измерительных средств скорости транспортного средства в рамках законодательства РФ.The disadvantage of the prototype method is that not in all angles of view of the vehicle, the point of contact of the vehicle with the roadway is visible (for example, see Fig. 3.) Another significant drawback of this method is that the relative error in measuring the speed in it reaches 8%, judging by the graph in the figure, i.e. when the vehicle speed is 100 km / h, the absolute error is 8 km / h, which is unacceptable in the certification of modern measuring means of vehicle speed in the framework of the legislation of the Russian Federation.

Кроме того, способ-прототип, в котором предлагают использовать стереосистему из двух видеокамер для измерения скорости, позволяет более точно оценивать положение проекции номерной пластины на плоскость дорожного полотна по сравнению со способом-аналогом, описанном в патенте RU 2419884, соответственно, более точными получаются осуществляемые стереокамерами измерения скорости. Однако использование двух камер вместо одной приводит к тому, что измерительный комплекс становится существенно сложнее с технической точки зрения, что приводит к его удорожанию как в производстве, так и в эксплуатации. Также следует отметить, что в способе-прототипе, как и в способе-аналоге, описанном в патенте RU 2419884, не используют статистику измерений по множеству кадров видеоизображения, что снижает точность определения скорости.In addition, the prototype method, which proposes to use a stereo system of two cameras for measuring speed, allows you to more accurately assess the position of the projection of the license plate on the plane of the roadway compared with the analogue method described in patent RU 2419884, respectively, more accurate are obtained stereo cameras measure speed. However, the use of two chambers instead of one leads to the fact that the measuring complex becomes significantly more difficult from a technical point of view, which leads to its appreciation both in production and in operation. It should also be noted that in the prototype method, as well as in the analogue method described in patent RU 2419884, measurement statistics for a plurality of frames of a video image are not used, which reduces the accuracy of determining the speed.

Задачей заявленного изобретения является создание способа и системы определения скорости транспортного средства с повышенной точностью определения скорости; без ограничений на ракурс наблюдения транспортного средства; а также с более простой и, следовательно, более дешевой конструкцией за счет использования единственной видеокамеры и отсутствия активных излучателей.The objective of the claimed invention is to provide a method and system for determining the speed of a vehicle with increased accuracy in determining the speed; without restrictions on the view of the vehicle; as well as with a simpler and therefore cheaper design due to the use of a single video camera and the absence of active emitters.

Поставленная задача решена путем создания способа определения скорости транспортного средства, в котором с помощью видеокамеры формируют изображение дорожного полотна и находящихся на нем транспортных средств, а с помощью электронно-вычислительного устройства:The problem is solved by creating a method for determining the speed of a vehicle, in which using a video camera to form an image of the roadway and vehicles located on it, and using an electronic computing device:

- на предварительном этапе калибровки устанавливают соответствие между пиксельными координатами точек изображения, формируемого видеокамерой, и метрическими координатами точек дорожного полотна, при этом для нескольких точек изображения и соответствующих им точек дорожного полотна получают и используют данные об измеренном расстоянии от точки изображения до соответствующей ей точки дорожного полотна;- at the preliminary calibration stage, a correspondence is established between the pixel coordinates of the image points formed by the video camera and the metric coordinates of the roadway points, while for several image points and the corresponding roadway points, data on the measured distance from the image point to the corresponding road point is obtained and used canvases;

- на предварительном этапе калибровки также вычисляют высоту подвеса камеры над плоскостью дорожного полотна и координаты точки проекции положения видеокамеры на дорожное полотно;- at the preliminary calibration stage, the height of the camera’s suspension above the plane of the roadway and the coordinates of the projection point of the video camera’s position on the roadway are also calculated;

- определяют время фиксации для каждого кадра изображения, сформированного видеокамерой;- determine the fixation time for each frame of the image formed by the camera;

используя соответствие между координатами точек изображения, формируемого видеокамерой, и координатами точек дорожного полотна, а также используя высоту подвеса камеры над плоскостью дорожного полотна и координаты точки проекции положения видеокамеры на дорожное полотно с помощью электронно-вычислительного устройства:using the correspondence between the coordinates of the points of the image formed by the video camera and the coordinates of the points of the roadway, and also using the height of the camera’s suspension above the plane of the roadway and the coordinates of the projection point of the video camera’s position on the roadway using an electronic computing device:

на каждом кадре видеопоследовательности, содержащей транспортное средство, определяют положение элементов государственного регистрационного знака транспортного средства и координаты характерных элементов транспортного средства в окрестности номерной пластины;on each frame of the video sequence containing the vehicle, the position of the elements of the state registration plate of the vehicle and the coordinates of the characteristic elements of the vehicle in the vicinity of the license plate are determined;

определяют модель транспортного средства, по которой определяют координаты характерных элементов транспортного средства этой модели друг относительно друга и высоту характерных элементов транспортного средства этой модели над плоскостью дорожного полотна;determine a vehicle model, which determines the coordinates of the characteristic elements of the vehicle of this model relative to each other and the height of the characteristic elements of the vehicle of this model above the plane of the roadway;

статистически определяют характерные точки транспортного средства, с помощью которых можно наиболее точно определить положение транспортного средства на плоскости дорожного полотна;statistically determine the characteristic points of the vehicle with which you can most accurately determine the position of the vehicle on the plane of the roadway;

производят перерасчет координат изображения характерных точек транспортного средства в координаты ортогональной проекции характерных точек на плоскость дорожного полотна, используя информацию о высоте характерных точек над дорожным полотном;recalculating the coordinates of the image of the characteristic points of the vehicle in the coordinates of the orthogonal projection of the characteristic points on the plane of the roadway, using information about the height of the characteristic points above the roadway;

статистически выделяют траектории характерных точек, движение которых наиболее точно соответствует модели твердого тела, и формируют из этих траекторий усредненную траекторию движения транспортного средства, снижая случайную погрешность позиционирования;statistically distinguish the trajectories of characteristic points, the movement of which most closely matches the model of a solid body, and form from these trajectories an average trajectory of the vehicle, reducing the random positioning error;

с помощью статистического анализа данных о положении транспортного средства в проекции на плоскость дорожного полотна в моменты времени фиксации кадров изображения оценивают результирующую скорость транспортного средства, компенсируя случайную погрешность многократным позиционированием на последовательных кадрах видеопотока.using statistical analysis of data on the position of the vehicle in the projection onto the road surface at the time of fixing image frames, the resulting vehicle speed is estimated, compensating for the random error by multiple positioning on successive frames of the video stream.

В предпочтительном варианте осуществления способа на этапе калибровки устанавливают соответствие между пиксельными координатами точек изображения, формируемого видеокамерой, и метрическими координатами точек дорожного полотна, при этом для нескольких точек изображения и соответствующих им точек дорожного полотна с помощью лазерного дальномера измеряют расстояние от точки изображения до соответствующей ей точки дорожного полотна; на этапе калибровки с помощью лазерного дальномера измеряют высоту подвеса камеры над плоскостью дорожного полотна и координаты точки проекции положения видеокамеры на дорожное полотно.In a preferred embodiment of the method, in the calibration step, a correspondence is established between the pixel coordinates of the image points formed by the video camera and the metric coordinates of the roadway points, while for several image points and the corresponding roadway points, the distance from the image point to the corresponding one is measured using a laser range finder points of the roadway; at the calibration stage, using a laser range finder, measure the height of the camera’s suspension above the plane of the roadway and the coordinates of the projection point of the video camera’s position on the roadway.

В предпочтительном варианте осуществления способа определяют модель транспортного средства, при этом определяют на номерной пластине государственный номер транспортного средства и отправляют запрос на него в базу данных зарегистрированных в ГИБДД транспортных средств, соединенную с электронно-вычислительным устройством, а в ответ на запрос получают из базы данных данные о модели транспортного средства.In a preferred embodiment of the method, a vehicle model is determined, the state number of the vehicle is determined on the number plate and a request is sent to it in the database of vehicles registered in the traffic police connected to the electronic computing device, and in response to the request, it is obtained from the database vehicle model data.

В предпочтительном варианте осуществления способа определяют модель транспортного средства, при этом отправляют запрос в базу данных транспортных средств, находящуюся в памяти электронно-вычислительного устройства и содержащую данные о моделях транспортных средств и соответствующих им координатах характерных элементов транспортных средств в окрестности номерной пластины, а в ответ на запрос получают из базы данных данные о модели транспортного средства.In a preferred embodiment of the method, a vehicle model is determined, and a request is sent to the vehicle database located in the memory of the electronic computing device and containing data about the vehicle models and the corresponding coordinates of the characteristic elements of the vehicles in the vicinity of the license plate, and in response upon request, data about the vehicle model are obtained from the database.

Поставленная задача решена также путем создания системы определения скорости транспортного средства, содержащая соединенные между собой видеокамеру и электронно-вычислительное устройство, причем видеокамера выполнена с возможностью формирования изображения дорожного полотна и находящихся на нем транспортных средств; а электронно-вычислительное устройство выполнено с возможностью:The problem is also solved by creating a system for determining the speed of a vehicle, comprising a interconnected video camera and an electronic computing device, the video camera configured to form an image of the roadway and vehicles on it; and the electronic computing device is configured to:

- на предварительном этапе калибровки установки соответствия между пиксельными координатами точек изображения, формируемого видеокамерой, и метрическими координатами точек дорожного полотна, при этом для нескольких точек изображения и соответствующих им точек дорожного полотна получения и использования данных об измеренном расстоянии от точки изображения до соответствующей ей точки дорожного полотна;- at the preliminary stage of calibrating the installation of correspondence between the pixel coordinates of the image points formed by the video camera and the metric coordinates of the roadway points, while for several image points and the corresponding roadway points, receiving and using data about the measured distance from the image point to the corresponding road point canvases;

- на предварительном этапе калибровки также вычисления высоты подвеса камеры над плоскостью дорожного полотна и координат точки проекции положения видеокамеры на дорожное полотно;- at the preliminary stage of calibration, also calculating the height of the camera’s suspension above the plane of the roadway and the coordinates of the projection point of the video camera’s position on the roadway;

определения времени фиксации для каждого кадра изображения, сформированного видеокамерой; кроме того, электронно-вычислительное устройство выполнено с возможностью:determining a fixation time for each frame of the image formed by the video camera; in addition, the electronic computing device is configured to:

на каждом кадре видеопоследовательности, содержащей транспортное средство, определения положения элементов государственного регистрационного знака транспортного средства и координат характерных элементов транспортного средства в окрестности номерной пластины;on each frame of the video sequence containing the vehicle, determining the position of the elements of the state registration plate of the vehicle and the coordinates of the characteristic elements of the vehicle in the vicinity of the license plate;

определения модели транспортного средства, и по ней определения координат характерных элементов транспортного средства этой модели друг относительно друга и высоты характерных элементов транспортного средства этой модели над плоскостью дорожного полотна;determining a vehicle model, and from it determining the coordinates of the characteristic elements of the vehicle of this model relative to each other and the height of the characteristic elements of the vehicle of this model above the plane of the roadway;

статистически определения характерных точек транспортного средства, с помощью которых можно наиболее точно определить положение транспортного средства на плоскости дорожного полотна;statistically determine the characteristic points of the vehicle with which you can most accurately determine the position of the vehicle on the plane of the roadway;

выполнения перерасчета координат изображения характерных точек транспортного средства в координаты ортогональной проекции характерных точек на плоскость дорожного полотна, используя информацию о высоте характерных точек над дорожным полотном;recalculating the coordinates of the image of the characteristic points of the vehicle in the coordinates of the orthogonal projection of the characteristic points on the plane of the roadway, using information about the height of the characteristic points above the roadway;

статистически выделения траекторий характерных точек, движение которых наиболее точно соответствует модели твердого тела, и формирования из этих траекторий усредненной траектории движения транспортного средства, снижая случайную погрешность позиционирования;statistically identifying trajectories of characteristic points, the movement of which most closely matches the model of a solid body, and forming from these trajectories an average trajectory of the vehicle, reducing the random positioning error;

с помощью статистического анализа данных о положении транспортного средства в проекции на плоскость дорожного полотна в моменты времени фиксации кадров изображения оценки результирующей скорости транспортного средства, при этом компенсации случайной погрешности многократным позиционированием на последовательных кадрах видеопотока.using a statistical analysis of data on the position of the vehicle in the projection onto the plane of the roadway at the time of fixing the image frames to estimate the resulting vehicle speed, while compensating for random errors by multiple positioning on successive frames of the video stream.

В предпочтительном варианте осуществления системы электронно-вычислительное устройство выполнено с возможностью определения модели транспортного средства, при этом определения на номерной пластине государственного номера транспортного средства и отправки запроса на него в базу данных зарегистрированных в ГИБДД транспортных средств, соединенную с электронно-вычислительным устройством, а в ответ на запрос получения данных о модели транспортного средства из базы данных зарегистрированных в ГИБДД транспортных средств.In a preferred embodiment of the system, the electronic computing device is configured to determine the model of the vehicle, while determining on the number plate the state number of the vehicle and sending a request to it in the database of vehicles registered in the traffic police connected to the electronic computing device, and in a response to a request for obtaining data on a vehicle model from a database of vehicles registered in the traffic police.

В предпочтительном варианте осуществления системы электронно-вычислительное устройство выполнено с возможностью определения модели транспортного средства, при этом отправки запроса в базу данных транспортных средств, находящуюся в памяти электронно-вычислительного устройства и содержащую данные о моделях транспортных средств и соответствующих им координатах характерных элементов транспортных средств в окрестности номерной пластины, а в ответ на запрос получения из базы данных данных о модели транспортного средства.In a preferred embodiment of the system, the electronic computing device is configured to determine the vehicle model, while sending a request to the vehicle database, which is in the memory of the electronic computing device and containing data about the vehicle models and the corresponding coordinates of the characteristic elements of the vehicles in neighborhood of the license plate, and in response to a request for obtaining vehicle model data from the database.

Для лучшего понимания заявленного изобретения далее приводится его подробное описание с соответствующими графическими материалами.For a better understanding of the claimed invention the following is a detailed description with the corresponding graphic materials.

Фиг. 1. Блок-схема системы определения скорости транспортного средства, выполненная согласно изобретению.FIG. 1. A block diagram of a vehicle speed detection system according to the invention.

Фиг. 2. Схема проекции координат (x, y) дорожного полотна на пиксельные координаты (u, ν) изображения, формируемого видеокамерой, выполненная согласно изобретению.FIG. 2. Scheme of the projection of the coordinates (x, y) of the roadway on the pixel coordinates (u, ν) of the image formed by the video camera, made according to the invention.

Фиг. 3. Пример выделения характерных точек на изображении транспортного средства, выполненный согласно изобретению.FIG. 3. An example of the allocation of characteristic points in the image of the vehicle, made according to the invention.

Фиг. 4. Иллюстрация перерасчета центральной проекции

Figure 00000001
в ортогональную
Figure 00000002
выполненная согласно изобретению.FIG. 4. Illustration of recalculation of the central projection
Figure 00000001
into orthogonal
Figure 00000002
made according to the invention.

Элементы:Items:

1 - видеокамера;1 - video camera;

2 - электронно-вычислительное устройство.2 - electronic computing device.

Рассмотрим более подробно функционирование заявленных системы и способа определения скорости транспортного средства (Фиг. 1-4).Consider in more detail the functioning of the claimed system and method for determining the speed of a vehicle (Fig. 1-4).

Заявленная система состоит из соединенных между собой видеокамеры 1 и электронно-вычислительного устройства 2.The claimed system consists of interconnected video cameras 1 and electronic computing device 2.

На этапе калибровки заявленной системы устанавливают соответствие между координатами точек изображения (u, ν) в пикселах и метрическими координатами (x, y) точек дорожного полотна, а также измеряют высоту подвеса h видеокамеры 1 над плоскостью дорожного полотна и определяют проекцию положения видеокамеры 1 на дорогу (x0, y0). В приближении геометрической оптики в рамках модели тонкой линзы (модель тонкой линзы предполагает оптическую систему видеокамеры 1 по оптическим свойствам равной тонкой линзе) преобразование координат (u, ν)→(x, y) выполняют с помощью электронно-вычислительного устройства 2 в соответствии с формуламиAt the calibration stage of the claimed system, a correspondence is established between the coordinates of the image points (u, ν) in pixels and the metric coordinates (x, y) of the points of the roadway, and the height of the suspension h of the camera 1 above the plane of the roadway is measured and the projection of the position of the camera 1 on the road is determined (x 0 , y 0 ). In the approximation of geometric optics within the framework of the model of a thin lens (the model of a thin lens assumes the optical system of a video camera 1 by the optical properties of an equal thin lens), the coordinate transformation (u, ν) → (x, y) is performed using an electronic computing device 2 in accordance with the formulas

Figure 00000003
Figure 00000003

где А, В, С, D, Е, F, G, H - коэффициенты, определяемые фокусным расстоянием видеокамеры 1, высотой установки видеокамеры 1 и проекцией точки установки видеокамеры 1 на дорожное полотно, а также углом поворота видеокамеры 1 относительно ее оптической оси, относительно оси подвеса и углом наклона видеокамеры 1 по отношению к дорожному полотну.where A, B, C, D, E, F, G, H are the coefficients determined by the focal length of the video camera 1, the height of the video camera 1 and the projection of the installation point of the video camera 1 on the roadway, as well as the angle of rotation of the video camera 1 relative to its optical axis, relative to the axis of the suspension and the angle of inclination of the camcorder 1 with respect to the roadway.

В более общем виде преобразование координат определяют с помощью функцийIn a more general form, the coordinate transformation is determined using functions

x=f(u,ν),x = f (u, ν),

y=g(u,ν),y = g (u, ν),

где функции f, g могут быть определены на этапе калибровки при вводе заявленной системы в эксплуатацию, например, табличным способом: пространство изображения (u, ν) покрывают сеткой, и в каждой точке сетки геодезическими методами измеряют соответствующие координаты в плоскости дорожного полотна. Плотность сетки и, таким образом, сложность определения калибровочных функций зависит от модели объектива видеокамеры 1 и от степени оптических искажений изображений, получаемых с помощью видеокамеры 1. Для видеокамер с объективами, отвечающими модели тонкой линзы, достаточно четырех точек в сетке, не лежащих на одной прямой, для того чтобы восстановить значения функций f, g в других точках.where the functions f, g can be determined at the calibration stage when putting the declared system into operation, for example, in a tabular way: the image space (u, ν) is covered with a grid, and at each grid point, the corresponding coordinates in the plane of the road surface are measured by geodetic methods. The density of the grid and, therefore, the difficulty in determining the calibration functions depends on the model of the lens of the camera 1 and on the degree of optical distortion of the images obtained with the camera 1. For cameras with lenses matching the model of a thin lens, four points in the grid that are not lying on one are enough line in order to restore the values of the functions f, g at other points.

Исходные данные в виде (x0, y0), h, x=f(u, ν), y=g(u, ν) используют для оценки скорости, выполняя следующие операции с помощью электронно-вычислительного устройства 2.The initial data in the form (x 0 , y 0 ), h, x = f (u, ν), y = g (u, ν) are used to estimate the speed by performing the following operations using electronic computing device 2.

На первом шаге на каждом изображении j, сформированном видеокамерой 1, в котором фиксируют номер транспортного средства, выделяют множество точек { ( u i j , ν i j ) }

Figure 00000004
, которые соответствуют характерным элементам транспортного средства, где i - индекс характерной точки транспортного средства. В первую очередь к таким точкам относятся элементы автоматически локализуемой и идентифицируемой номерной пластины: координаты отдельных символов, угловые точки рамки номерной пластины. Также к характерным точкам относятся точки контуров элементов конструкции транспортного средства, например фары, решетки радиаторов, лобовые стекла, контуры капотов и т.д., в которых линии контуров пересекаются под значительным углом, что позволяет точнее определять положение этих точек в любых ракурсах. Сам алгоритм выделения характерных точек строится на принципах машинного обучения: параметры критериев отбора, является ли рассматриваемая характерная точка изображения удачной, формируют при подготовке программного обеспечения на основе статистического анализа и оптимизации.In the first step, on each image j formed by the video camera 1, in which the vehicle number is fixed, a plurality of points { ( u i j , ν i j ) }
Figure 00000004
that correspond to the characteristic elements of the vehicle, where i is the index of the characteristic point of the vehicle. First of all, such points include elements of an automatically localized and identifiable number plate: coordinates of individual characters, corner points of the number plate frame. Characteristic points also include the contour points of vehicle structural elements, such as headlights, radiator grills, windshields, hood contours, etc., in which the contour lines intersect at a significant angle, which allows you to more accurately determine the position of these points in any angle. The algorithm for distinguishing characteristic points is based on the principles of machine learning: the parameters of the selection criteria, whether the considered characteristic point of the image is successful, are formed when preparing the software based on statistical analysis and optimization.

На втором шаге на основе изображения транспортного средства, формируемого видеокамерой 1, в окрестности характерных точек транспортного средства определяют модель транспортного средства. Если заявленная система и способ имеют доступ к базе данных зарегистрированных в ГИБДД транспортных средств, тогда тип транспортного средства определяют с помощью запроса в эту базу данных. Если заявленная система и способ не имеют доступа к базе данных зарегистрированных в ГИБДД транспортных средств, тогда тип транспортного средства определяют с помощью запроса в базу данных транспортных средств, находящуюся в памяти электронно-вычислительного устройства 2 и содержащую данные о моделях транспортных средств и соответствующих им координатах характерных элементов транспортных средств в окрестности номерной пластины, а в ответ на запрос получают из базы данных в памяти электронно-вычислительного устройства 2 данные о модели транспортного средства. Автоматически оценивают апостериорную вероятность корректности определения модели транспортного средства. Если она достаточно высока, то на основании конструктивных особенностей транспортного средства и справочных данных некоторым из характерных точек

Figure 00000005
транспортного средства приписывают высоту над дорожным полотном, а для некоторых симметричных элементов кузова транспортного средства, соответствующих парам характерных точек
Figure 00000006
Figure 00000007
в силу симметрии расположенных на одной высоте, приписывают расстояние между точками d i 1 i 2
Figure 00000008
. Тип информации, приписываемый характерным точкам и парам характерных точек, выбирают по критерию оптимальности решения конечной задачи по оценке скорости с минимальной погрешностью. Это означает, что критерии выбора определяют заранее на этапе машинного обучения перед вводом заявленной системы в эксплуатацию.In the second step, on the basis of the image of the vehicle formed by the video camera 1, a model of the vehicle is determined in the vicinity of the characteristic points of the vehicle. If the claimed system and method have access to a database of vehicles registered in the traffic police, then the type of vehicle is determined by querying this database. If the claimed system and method do not have access to the database of vehicles registered in the traffic police, then the type of vehicle is determined by querying the database of vehicles located in the memory of electronic computing device 2 and containing data on vehicle models and their corresponding coordinates characteristic elements of vehicles in the vicinity of the license plate, and in response to a request, mode data is obtained from the database in the memory of the electronic computing device 2 and the vehicle. Automatically assess the posterior probability of the correct determination of the vehicle model. If it is high enough, then based on the design features of the vehicle and reference data to some of the characteristic points
Figure 00000005
the vehicle is attributed to the height above the roadway, and for some symmetrical elements of the vehicle body corresponding to pairs of characteristic points
Figure 00000006
Figure 00000007
due to symmetry located at the same height, attribute the distance between points d i one i 2
Figure 00000008
. The type of information attributed to characteristic points and pairs of characteristic points is selected according to the optimality criterion for solving the final problem of estimating speed with a minimum error. This means that the selection criteria are determined in advance at the stage of machine learning before putting the claimed system into operation.

На третьем шаге для каждой из характерных точек

Figure 00000009
с помощью формул x=f(u,ν), y=g(u,ν) определяют центральные проекции
Figure 00000010
этих характерных точек на плоскость дороги относительно точки крепления видеокамеры 1.In the third step for each of the characteristic points
Figure 00000009
using the formulas x = f (u, ν), y = g (u, ν) determine the central projections
Figure 00000010
these characteristic points on the road plane relative to the mounting point of the camcorder 1.

На четвертом шаге для характерных точек

Figure 00000011
с известной высотой hi ортогональную проекцию на плоскость дорожного полотна определяют по формуламIn the fourth step for characteristic points
Figure 00000011
with a known height h i, the orthogonal projection onto the road surface is determined by the formulas

Figure 00000012
Figure 00000012

которые следуют из подобия треугольников, показанных на Фиг. 4.which follow from the similarity of the triangles shown in FIG. four.

На пятом шаге для симметричных пар характерных точек

Figure 00000013
Figure 00000014
между которыми известно расстояние d i 1 i 2
Figure 00000015
в мировом пространстве и которые в силу симметрии расположены на одной высоте
Figure 00000016
над плоскостью дорожного полотна, соответствующие ортогональные проекции на плоскость дороги
Figure 00000017
Figure 00000018
определяют на основании системы уравнений, составленной из соотношений, выведенных в на предыдущем шаге:In the fifth step for symmetric pairs of characteristic points
Figure 00000013
Figure 00000014
between which the distance is known d i one i 2
Figure 00000015
in world space and which, by virtue of symmetry, are located at the same height
Figure 00000016
above the road surface, corresponding orthogonal projections onto the road plane
Figure 00000017
Figure 00000018
determined on the basis of a system of equations composed of the relations derived in the previous step:

Figure 00000019
Figure 00000019

Предполагая, что точка крепления видеокамеры 1 располагается выше транспортного средства, т.е. h > h ˜ ,

Figure 00000020
в результате решения данной системы получают следующий результат:Assuming that the attachment point of the camcorder 1 is located above the vehicle, i.e. h > h ˜ ,
Figure 00000020
as a result of solving this system, the following result is obtained:

Figure 00000021
Figure 00000021

На шестом шаге после выделения характерных точек изображения

Figure 00000022
и вычисления соответствующих им ортогональных проекций
Figure 00000023
сопоставляют одинаковые характерные точки на последовательных кадрах видеоизображения, при этом выделяют набор траекторий {Tk} движения характерных точек транспортного средства, где Tk на каждом кадре j соответствует проекция одной из характерных точек на плоскость дорожного полотна. Проводят статистический анализ данных для траекторий {Tk}, при этом удаляют из данного множества траекторий те траектории, которые не соответствуют модели движения твердого тела. В результате выделяют множество траекторий {Tl}, являющихся подмножеством {Tk}, движение которых согласовано в рамках модели движения твердого тела.In the sixth step, after highlighting the characteristic points of the image
Figure 00000022
and calculating their corresponding orthogonal projections
Figure 00000023
match the same characteristic points on successive frames of the video image, while a set of trajectories {T k } of movement of the characteristic points of the vehicle, where T k on each frame j corresponds to the projection of one of the characteristic points on the plane of the roadway. A statistical analysis of the data for the trajectories {T k } is carried out, while those trajectories that do not correspond to the model of motion of a rigid body are removed from this set of trajectories. As a result, many trajectories {T l } are distinguished, which are a subset of {T k }, the motion of which is consistent within the framework of the model of motion of a rigid body.

На седьмом шаге из всех траекторий {Tl} движения характерных точек транспортного средства формируют одну траекторию Т движения транспортного средства на плоскости дорожного полотна, которая в каждом кадре j составлена из точек, соответствующих геометрическому центру точек траекторий {Tl} на данном кадре. Усреднение позволяет уменьшить случайную погрешность позиционирования транспортного средства на дорожном полотне в

Figure 00000024
раз, где
Figure 00000025
- количество отобранных на предыдущем шаге траекторий. В среднем для транспортных средств выделяют более четырех характерных точек, которые можно с высокой степенью надежности отследить на множестве кадров видеоизображения, поэтому данный шаг позволяет более чем в 2 раза уменьшить погрешность конечной оценки скорости.At the seventh step, from all the trajectories {T l } of the movement of the characteristic points of the vehicle, one trajectory T of the vehicle is formed on the road surface, which in each frame j is composed of points corresponding to the geometric center of the points of the trajectories {T l } on this frame. Averaging can reduce the random positioning error of the vehicle on the roadway in
Figure 00000024
times where
Figure 00000025
- the number of trajectories selected in the previous step. On average, more than four characteristic points are distinguished for vehicles that can be tracked with a high degree of reliability on a plurality of frames of a video image; therefore, this step allows reducing the error of the final speed estimate by more than 2 times.

На восьмом шаге для геометрических центров {(-Xj, Yj)}, соответствующих траектории T, проводят операцию статистического анализа, при этом оценивают скорость транспортного средства ν на основе данных (Xj, Yj) и временных метках кадров tj. Одним из способов такого анализа является нахождение коэффициентов линейной регрессии (νx, νy) для соответствующих последовательностей значений {{Xj, tj)} и {(Yj, tj)} методом наименьших квадратов, который позволяет уменьшить случайную погрешность оценки проекции скорости (νx, νy) на плоскость дорожного полотна в

Figure 00000026
раз по сравнению с разностной формулой на основе лишь первого и последнего отсчетов, где N - количество точек в траектории T. Соответственно, в
Figure 00000027
раз уменьшится случайная погрешность оценки модуля скорости, вычисляемой по формулеAt the eighth step for geometric centers {(-X j, Y j) }, corresponding to the trajectory T, performed statistical analysis step, the estimate vehicle speed ν based on the data (X j, Y j) and time stamps frames t j. One way to do this analysis is to find the linear regression coefficients (ν x , ν y ) for the corresponding sequences of values {{X j , t j )} and {(Y j , t j )} using the least squares method, which allows you to reduce the random error of the estimate projection of speed (ν x , ν y ) onto the road surface in
Figure 00000026
times compared with the difference formula based on only the first and last samples, where N is the number of points in the trajectory T. Accordingly, in
Figure 00000027
times, the random error in the estimation of the velocity modulus calculated by the formula

Figure 00000028
Figure 00000028

При типичной установке заявленной системы транспортное средство находится в поле зрения N=10 кадров видеоизображения даже при высокой скорости движения транспортного средства, т.е погрешность определения скорости дополнительно уменьшается в 3 раза.In a typical installation of the claimed system, the vehicle is in the field of view N = 10 frames of the video image even at high vehicle speeds, i.e., the error in determining the speed is additionally reduced by 3 times.

Точность оценки высоты характерных точек транспортного средства над дорожным полотном, определенной на основе распознавания марки транспортного средства, может быть в два раза выше по сравнению со способами оценки высоты, применяемыми в аналоге и прототипе, описанных соответственно в патентах RU 2419884 и GB 2503328. С учетом дополнительного выигрыша, получаемого с помощью вычисления центра масс выявленных характерных точек (от 2 раз) и с помощью статистической обработки, например, методом наименьших квадратов (от 3 раз) итоговый выигрыш в точности по сравнению с аналогом и прототипом, описанным соответственно в патентах RU 2419884 и GB 2503328, превышает 10, т.е. относительная погрешность оценки скорости с помощью заявленного способа менее 1%, если принять за данность, что относительная погрешность оценки скорости методом прототипа, описанного в патенте GB 2503328, достигает 8%.The accuracy of estimating the height of the characteristic points of the vehicle over the roadway, determined on the basis of the recognition of the brand of the vehicle, can be twice as high as the methods for estimating the height used in the analogue and prototype described in patents RU 2419884 and GB 2503328, respectively. additional gain obtained by calculating the center of mass of the identified characteristic points (from 2 times) and using statistical processing, for example, by the least squares method (from 3 times) the final gain in accuracy and compared with the analogue and prototype described in patents RU 2419884 and GB 2503328, respectively, exceeds 10, i.e. the relative error in the estimation of speed using the inventive method is less than 1%, if it is taken for granted that the relative error in the estimation of speed by the prototype method described in patent GB 2503328 reaches 8%.

Хотя описанный выше вариант выполнения изобретения был изложен с целью иллюстрации настоящего изобретения, специалистам ясно, что возможны разные модификации, добавления и замены, не выходящие из объема и смысла настоящего изобретения, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.Although the above-described embodiment of the invention has been set forth to illustrate the present invention, it is clear to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible without departing from the scope and meaning of the present invention disclosed in the attached claims.

Claims (7)

1. Способ определения скорости транспортного средства, в котором с помощью видеокамеры формируют изображение дорожного полотна и находящихся на нем транспортных средств, а с помощью электронно-вычислительного устройства:
- на предварительном этапе калибровки устанавливают соответствие между пиксельными координатами точек изображения, формируемого видеокамерой, и метрическими координатами точек дорожного полотна, при этом для нескольких точек изображения и соответствующих им точек дорожного полотна получают и используют данные об измеренном расстоянии от точки изображения до соответствующей ей точки дорожного полотна;
- на предварительном этапе калибровки также вычисляют высоту подвеса камеры над плоскостью дорожного полотна и координаты точки проекции положения видеокамеры на дорожное полотно;
- определяют время фиксации для каждого кадра изображения, сформированного видеокамерой;
используя соответствие между координатами точек изображения, формируемого видеокамерой, и координатами точек дорожного полотна, а также используя высоту подвеса камеры над плоскостью дорожного полотна и координаты точки проекции положения видеокамеры на дорожное полотно с помощью электронно-вычислительного устройства:
на каждом кадре видеопоследовательности, содержащей транспортное средство, определяют положение элементов государственного регистрационного знака транспортного средства и координаты характерных элементов транспортного средства в окрестности номерной пластины;
определяют модель транспортного средства, по которой определяют координаты характерных элементов транспортного средства этой модели друг относительно друга и высоту характерных элементов транспортного средства этой модели над плоскостью дорожного полотна;
статистически определяют характерные точки транспортного средства, с помощью которых можно наиболее точно определить положение транспортного средства на плоскости дорожного полотна;
производят перерасчет координат изображения характерных точек транспортного средства в координаты ортогональной проекции характерных точек на плоскость дорожного полотна, используя информацию о высоте характерных точек над дорожным полотном;
статистически выделяют траектории характерных точек, движение которых наиболее точно соответствует модели твердого тела, и формируют из этих траекторий усредненную траекторию движения транспортного средства, снижая случайную погрешность позиционирования;
с помощью статистического анализа данных о положении транспортного средства в проекции на плоскость дорожного полотна в моменты времени фиксации кадров изображения оценивают результирующую скорость транспортного средства, компенсируя случайную погрешность многократным позиционированием на последовательных кадрах видеопотока.
1. The method of determining the speed of a vehicle, in which using a video camera to form an image of the roadway and vehicles located on it, and using an electronic computing device:
- at the preliminary calibration stage, a correspondence is established between the pixel coordinates of the image points formed by the video camera and the metric coordinates of the roadway points, while for several image points and the corresponding roadway points, data on the measured distance from the image point to the corresponding road point is obtained and used canvases;
- at the preliminary calibration stage, the height of the camera’s suspension above the plane of the roadway and the coordinates of the projection point of the video camera’s position on the roadway are also calculated;
- determine the fixation time for each frame of the image formed by the camera;
using the correspondence between the coordinates of the points of the image formed by the video camera and the coordinates of the points of the roadway, and also using the height of the camera’s suspension above the plane of the roadway and the coordinates of the projection point of the video camera’s position on the roadway using an electronic computing device:
on each frame of the video sequence containing the vehicle, the position of the elements of the state registration plate of the vehicle and the coordinates of the characteristic elements of the vehicle in the vicinity of the license plate are determined;
determine a vehicle model, which determines the coordinates of the characteristic elements of the vehicle of this model relative to each other and the height of the characteristic elements of the vehicle of this model above the plane of the roadway;
statistically determine the characteristic points of the vehicle with which you can most accurately determine the position of the vehicle on the plane of the roadway;
recalculating the coordinates of the image of the characteristic points of the vehicle in the coordinates of the orthogonal projection of the characteristic points on the plane of the roadway, using information about the height of the characteristic points above the roadway;
statistically distinguish the trajectories of characteristic points, the movement of which most closely matches the model of a solid body, and form from these trajectories an average trajectory of the vehicle, reducing the random positioning error;
using statistical analysis of data on the position of the vehicle in the projection onto the road surface at the time of fixing image frames, the resulting vehicle speed is estimated, compensating for the random error by multiple positioning on successive frames of the video stream.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе калибровки устанавливают соответствие между пиксельными координатами точек изображения, формируемого видеокамерой, и метрическими координатами точек дорожного полотна, при этом для нескольких точек изображения и соответствующих им точек дорожного полотна с помощью лазерного дальномера измеряют расстояние от точки изображения до соответствующей ей точки дорожного полотна; на этапе калибровки с помощью лазерного дальномера измеряют высоту подвеса камеры над плоскостью дорожного полотна и координаты точки проекции положения видеокамеры на дорожное полотно.2. The method according to p. 1, characterized in that at the calibration stage, a correspondence is established between the pixel coordinates of the image points formed by the video camera and the metric coordinates of the roadway points, while for several image points and their corresponding roadway points using a laser range finder the distance from the image point to its corresponding roadway point; at the calibration stage, using a laser range finder, measure the height of the camera’s suspension above the plane of the roadway and the coordinates of the projection point of the video camera’s position on the roadway. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определяют модель транспортного средства, при этом определяют на номерной пластине государственный номер транспортного средства и отправляют запрос на него в базу данных зарегистрированных в ГИБДД транспортных средств, соединенную с электронно-вычислительным устройством, а в ответ на запрос получают из базы данных данные о модели транспортного средства.3. The method according to p. 1, characterized in that the model of the vehicle is determined, the state number of the vehicle is determined on the number plate and a request is sent to it in the database of vehicles registered in the traffic police, connected to the electronic computing device, and in the response to the request is received from the database data about the vehicle model. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определяют модель транспортного средства, при этом отправляют запрос в базу данных транспортных средств, находящуюся в памяти электронно-вычислительного устройства и содержащую данные о моделях транспортных средств и соответствующих им координатах характерных элементов транспортных средств в окрестности номерной пластины, а в ответ на запрос получают из базы данных данные о модели транспортного средства.4. The method according to p. 1, characterized in that they determine the model of the vehicle, while sending a request to the database of vehicles in the memory of the electronic computing device and containing data about the models of vehicles and the corresponding coordinates of the characteristic elements of vehicles in neighborhood of the license plate, and in response to a request, data on the model of the vehicle are obtained from the database. 5. Система определения скорости транспортного средства, содержащая соединенные между собой видеокамеру и электронно-вычислительное устройство, причем видеокамера выполнена с возможностью формирования изображения дорожного полотна и находящихся на нем транспортных средств; а электронно-вычислительное устройство выполнено с возможностью:
- на предварительном этапе калибровки установки соответствия между пиксельными координатами точек изображения, формируемого видеокамерой, и метрическими координатами точек дорожного полотна, при этом для нескольких точек изображения и соответствующих им точек дорожного полотна получения и использования данных об измеренном расстоянии от точки изображения до соответствующей ей точки дорожного полотна;
- на предварительном этапе калибровки также вычисления высоты подвеса камеры над плоскостью дорожного полотна и координат точки проекции положения видеокамеры на дорожное полотно;
определения времени фиксации для каждого кадра изображения, сформированного видеокамерой;
кроме того, электронно-вычислительное устройство выполнено с возможностью:
на каждом кадре видеопоследовательности, содержащей транспортное средство, определения положения элементов государственного регистрационного знака транспортного средства и координат характерных элементов транспортного средства в окрестности номерной пластины;
определения модели транспортного средства, и по ней определения координат характерных элементов транспортного средства этой модели друг относительно друга и высоты характерных элементов транспортного средства этой модели над плоскостью дорожного полотна;
статистически определения характерных точек транспортного средства, с помощью которых можно наиболее точно определить положение транспортного средства на плоскости дорожного полотна;
выполнения перерасчета координат изображения характерных точек транспортного средства в координаты ортогональной проекции характерных точек на плоскость дорожного полотна, используя информацию о высоте характерных точек над дорожным полотном;
статистически выделения траекторий характерных точек, движение которых наиболее точно соответствует модели твердого тела, и формирования из этих траекторий усредненной траектории движения транспортного средства, снижая случайную погрешность позиционирования;
с помощью статистического анализа данных о положении транспортного средства в проекции на плоскость дорожного полотна в моменты времени фиксации кадров изображения оценки результирующей скорости транспортного средства, при этом компенсации случайной погрешности многократным позиционированием на последовательных кадрах видеопотока.
5. A system for determining the speed of a vehicle, comprising a interconnected video camera and an electronic computing device, the video camera configured to form an image of the roadway and vehicles on it; and the electronic computing device is configured to:
- at the preliminary stage of calibrating the installation of correspondence between the pixel coordinates of the image points formed by the video camera and the metric coordinates of the roadway points, while for several image points and the corresponding roadway points, receiving and using data about the measured distance from the image point to the corresponding road point canvases;
- at the preliminary stage of calibration, also calculating the height of the camera’s suspension above the plane of the roadway and the coordinates of the projection point of the video camera’s position on the roadway;
determining a fixation time for each frame of the image formed by the video camera;
in addition, the electronic computing device is configured to:
on each frame of the video sequence containing the vehicle, determining the position of the elements of the state registration plate of the vehicle and the coordinates of the characteristic elements of the vehicle in the vicinity of the license plate;
determining a vehicle model, and from it determining the coordinates of the characteristic elements of the vehicle of this model relative to each other and the height of the characteristic elements of the vehicle of this model above the plane of the roadway;
statistically determine the characteristic points of the vehicle with which you can most accurately determine the position of the vehicle on the plane of the roadway;
recalculating the coordinates of the image of the characteristic points of the vehicle in the coordinates of the orthogonal projection of the characteristic points on the plane of the roadway, using information about the height of the characteristic points above the roadway;
statistically identifying trajectories of characteristic points, the movement of which most closely matches the model of a solid body, and forming from these trajectories an average trajectory of the vehicle, reducing the random positioning error;
using a statistical analysis of data on the position of the vehicle in the projection onto the plane of the roadway at the time of fixing the image frames to estimate the resulting vehicle speed, while compensating for random errors by multiple positioning on successive frames of the video stream.
6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что электронно-вычислительное устройство выполнено с возможностью определения модели транспортного средства, при этом определения на номерной пластине государственного номера транспортного средства и отправки запроса на него в базу данных зарегистрированных в ГИБДД транспортных средств, соединенную с электронно-вычислительным устройством, а в ответ на запрос получения данных о модели транспортного средства из базы данных зарегистрированных в ГИБДД транспортных средств.6. The system according to p. 5, characterized in that the electronic computing device is configured to determine the model of the vehicle, while determining on the number plate the state number of the vehicle and sending a request to it in the database of vehicles registered in the traffic police, connected to an electronic computing device, and in response to a request for obtaining data about a vehicle model from a database of vehicles registered in the traffic police. 7. Система по п. 5, отличающаяся тем, что электронно-вычислительное устройство выполнено с возможностью определения модели транспортного средства, при этом отправки запроса в базу данных транспортных средств, находящуюся в памяти электронно-вычислительного устройства и содержащую данные о моделях транспортных средств и соответствующих им координатах характерных элементов транспортных средств в окрестности номерной пластины, а в ответ на запрос получения из базы данных данных о модели транспортного средства. 7. The system according to p. 5, characterized in that the electronic computing device is configured to determine the model of the vehicle, while sending a request to the database of vehicles located in the memory of the electronic computing device and containing data about the models of vehicles and the corresponding the coordinates of the characteristic elements of vehicles in the vicinity of the license plate, and in response to a request for obtaining vehicle model data from the database.
RU2015102323/11A 2015-01-27 2015-01-27 Method and system for determining vehicle speed RU2592712C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015102323/11A RU2592712C1 (en) 2015-01-27 2015-01-27 Method and system for determining vehicle speed

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015102323/11A RU2592712C1 (en) 2015-01-27 2015-01-27 Method and system for determining vehicle speed

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2592712C1 true RU2592712C1 (en) 2016-07-27

Family

ID=56556993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015102323/11A RU2592712C1 (en) 2015-01-27 2015-01-27 Method and system for determining vehicle speed

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2592712C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113627234A (en) * 2021-06-22 2021-11-09 宁波金涛船舶有限责任公司 Ship harbor entry identification method, system, terminal and storage medium

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2374693C2 (en) * 2007-09-13 2009-11-27 Сергей Николаевич Сидоров Method for identification of transport vehicle
RU2492524C2 (en) * 2011-11-02 2013-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Вокорд СофтЛаб" Method of determining type vehicle
RU2012110212A (en) * 2009-08-17 2013-10-20 Зм Инновэйтив Пропертиз Компани METHOD AND SYSTEM FOR MEASURING SPEED OF A VEHICLE
GB2503328A (en) * 2012-05-03 2013-12-25 Xerox Corp Method and system for determining vehicle speed using contact points between the tyres and the road
EA020239B1 (en) * 2010-07-20 2014-09-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Технологии Распознавания" Method for determining the speed of a vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2374693C2 (en) * 2007-09-13 2009-11-27 Сергей Николаевич Сидоров Method for identification of transport vehicle
RU2012110212A (en) * 2009-08-17 2013-10-20 Зм Инновэйтив Пропертиз Компани METHOD AND SYSTEM FOR MEASURING SPEED OF A VEHICLE
EA020239B1 (en) * 2010-07-20 2014-09-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Технологии Распознавания" Method for determining the speed of a vehicle
RU2492524C2 (en) * 2011-11-02 2013-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Вокорд СофтЛаб" Method of determining type vehicle
GB2503328A (en) * 2012-05-03 2013-12-25 Xerox Corp Method and system for determining vehicle speed using contact points between the tyres and the road

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113627234A (en) * 2021-06-22 2021-11-09 宁波金涛船舶有限责任公司 Ship harbor entry identification method, system, terminal and storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2018282302B2 (en) Integrated sensor calibration in natural scenes
WO2018142900A1 (en) Information processing device, data management device, data management system, method, and program
CN108692719B (en) Object detection device
CN103487034B (en) Method for measuring distance and height by vehicle-mounted monocular camera based on vertical type target
WO2015125298A1 (en) Local location computation device and local location computation method
JP6593088B2 (en) Vehicle position estimation apparatus and program
JP2004340840A (en) Distance measuring device, distance measuring method and distance measuring program
JP2006054681A (en) Moving object periphery monitoring apparatus
CN103154665A (en) System and method for determining the position and orientation of a 3d feature
CN105809669A (en) Method and apparatus of calibrating an image detecting device
JP2017181476A (en) Vehicle location detection device, vehicle location detection method and vehicle location detection-purpose computer program
CN112990128A (en) Multi-vehicle speed measuring method based on video tracking
EP3333829B1 (en) Step detection device and step detection method
CN112633035B (en) Driverless vehicle-based lane line coordinate true value acquisition method and device
RU2592712C1 (en) Method and system for determining vehicle speed
CN106846299B (en) Method and device for correcting detection area
RU155583U1 (en) VEHICLE SPEED DETERMINATION SYSTEM
JP6988873B2 (en) Position estimation device and computer program for position estimation
RU2592711C1 (en) Method and system for calibration of complex for measurement of vehicle speed
US20240085448A1 (en) Speed measurement method and apparatus based on multiple cameras
US20220404170A1 (en) Apparatus, method, and computer program for updating map
JPH10187974A (en) Physical distribution measuring instrument
CN111989541A (en) Stereo camera device
JP2001108434A (en) Method and apparatus for measuring distance
EP4016444A1 (en) Method for rectification of images and/or image points, camera-based system and vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210316

Effective date: 20210316