CN101187671B - 一种确定汽车行驶速度的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种确定汽车行驶速度的方法及装置，用以解决现有技术检测汽车行驶速度的技术方案不易于实现，并且，检测效果差的问题。本发明提供的确定汽车行驶速度的方法包括：通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹；根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，以及所述图像上像素之间所表示的实际距离，确定同一汽车在所述一定时间内的行驶速度。本发明还提供了一种确定超速行驶的汽车的方法及装置，以及一种获得路况信息的方法及装置。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种确定汽车行驶速度的方法及装置。
背景技术
汽车在道路上行驶时，需要监控其行驶速度，防止超速行驶的汽车造成交通事故，以保障公共行车安全。同时，还可以根据道路上汽车的行驶速度，来监控该道路的路况信息，供司机参考选择最佳的行车路线。
现有技术中，监控超速车辆一般采用雷达测速仪等设备来测定汽车在道路上的行驶速度。这些雷达测速仪一般分为两类，一类是流动式的，比如安装在警车上，需要警察实时操作，对准目标车辆然后测定速度，另外一类安装在固定位置，但是，需要同时在路面埋设感应线圈，当车辆通过时，感应线圈产生感应信号，雷达测速仪测定车辆速度。这些设备成本很高，而且需要人手工操作，造成人力浪费，并且需要对道路施工埋设线圈，从而影响交通运行，破坏路面。此外，当车辆很多时，这些设备无法同时对多辆车进行速度测定。而现有的路况信息测定，一般都采用人工监测，造成人力资源的浪费。
综上所述，现有技术检测汽车行驶速度的技术方案不易于实现，并且，检测效果差。
发明内容
本发明实施例提供了一种确定汽车行驶速度的方法及装置、一种确定超速行驶的汽车的方法及装置，以及一种获得路况信息的方法及装置，用以解决现有技术检测汽车行驶速度的技术方案不易于实现，并且，检测效果差的问题。
本发明实施例提供的确定汽车行驶速度的方法包括：
通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹；
根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，以及所述图像上像素之间所表示的实际距离，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度。
本发明实施例提供的确定超速行驶的汽车的方法包括：
通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹；
根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度是否超速。
本发明实施例提供的获得路况信息的方法包括：
通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹；
根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，以及所述图像上像素之间所表示的实际距离，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度；
根据在所述道路上行驶的若干辆汽车在所述一定时间内的行驶速度，计算该道路上所有若干辆汽车在所述一定时间内的平均行驶速度，并根据该平均行驶速度，确定所述道路的路况信息。
本发明实施例提供的确定汽车行驶速度的装置包括：
确定轨迹单元，用于通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹；
确定行驶速度单元，用于根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，以及所述图像上像素之间所表示的实际距离，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度。
本发明实施例提供的确定超速行驶的汽车的装置包括：
确定轨迹单元，用于通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹；
确定超速汽车单元，用于根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度是否超速。
本发明实施例提供的获得路况信息的装置包括：
确定轨迹单元，用于通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹；
确定行驶速度单元，用于根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，以及所述图像上像素之间所表示的实际距离，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度；
确定路况信息单元，用于根据在所述道路上行驶的若干辆汽车在所述一定时间内的行驶速度，计算该道路上所有若干辆汽车在所述一定时间内的平均行驶速度，并根据该平均行驶速度，确定所述道路的路况信息。
本发明实施例通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹；根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，以及所述图像上像素之间所表示的实际距离，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度。因此，本发明实施例只需安装一个或多个摄像头，就可以测量道路上每个汽车的行驶速度，使得检测汽车行驶速度的技术方案更加易于实现，并且，提高检测的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的确定汽车行驶速度的方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的含有车道线的道路采集图像示意图；
图3为本发明实施例提供的车道线示意图；
图4为本发明实施例提供的确定超速行驶的汽车的方法流程示意图；
图5为本发明实施例提供的获得路况信息的方法流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种自动测得汽车的行驶速度的方法和装置、一种确定超速行驶的汽车的方法及装置，以及一种获得路况信息的方法及装置，使得检测汽车行驶速度的技术方案易于实现，只需要在道路上方安装一个或多个摄像头，就可以测量道路上每个汽车的行驶速度，并且检测出超速行驶的汽车，以及获得相应的路况信息。
下面结合附图，分别说明本发明实施例是如何实现的。
参见图1，本发明实施例提供的确定汽车行驶速度的方法包括：
S101、在汽车行驶的道路上采集包括至少两条车道线在内的图像。
S102、根据道路上的两条车道线之间的实际距离，以及图像上在同一水平线或垂直线的两条车道线之间的像素数目，确定图像上的像素之间所表示的实际距离。
S103、周期采集汽车在道路上行驶的图像，并确定该图像上所述汽车的位置。
S104、将同一辆汽车在一定时间内采集到的各个图像中的位置按照时间顺序依次连接，得到图像上由多条线段连接而成的所述汽车的行驶轨迹。
S105、根据图像上像素之间的所表示的实际距离，将组成所述行驶轨迹的每条线段所通过的所有像素点之间的实际距离求和，得到所述行驶轨迹对应的实际距离。
S106、根据所述行驶轨迹对应的实际距离，计算得到所述汽车在所述一定时间内的平均行驶速度。
步骤S102中所述图像上像素之间的所表示的实际距离，为所述图像上像素之间的水平实际距离和垂直实际距离的平方和的平方根。
所述像素之间的水平实际距离为所述像素之间水平坐标之差与四邻域相邻像素间实际距离的乘积；所述像素之间的垂直实际距离为所述像素之间垂直坐标之差与四领域相邻像素间实际距离的乘积；其中，所述四邻域相邻像素间实际距离为所述图像上同一行相邻像素之间所表示的实际距离，或者所述图像上的同一列相邻像素之间所表示的实际距离。
较佳地，确定图像上的同一行的相邻像素之间所表示的实际距离的步骤包括：
在汽车行驶的道路上采集包括至少两条车道线在内的图像，其中，所述车道线在所述图像上是纵向延伸的；
根据道路上的两条车道线之间的实际距离，以及所述图像上在同一水平线的两条车道线之间的像素数目，确定所述图像上的同一行的相邻像素之间所表示的实际距离。
较佳地，确定图像上的同一列的相邻像素之间所表示的实际距离的步骤包括：
在汽车行驶的道路上采集包括至少两条车道线在内的图像，其中，所述车道线在所述图像上是横向延伸的；
根据道路上的两条车道线之间的实际距离，以及所述图像上在同一垂直线的两条车道线之间的像素数目，确定所述图像上的同一列的相邻像素之间所表示的实际距离。
下面以车道线在图像上是纵向延伸的情况为例，对本发明实施例进行具体说明。。
在汽车行驶的公路上，当存在多条车道时，一般会标识白色的车道线，用来限定汽车的行驶路线。车道线之间的距离一般都处于限定范围内，比如北京的车道线之间距离一般为3.0米至3.5米，最低不得小于2.8米。而对于某条具体的道路而言，车道线之间的距离为固定值。将摄像头的镜头与路面平行放置，并指向路的延伸方向，使得图像传感器与路面垂直，得到没有车辆和行人的仅含有道路的背景图像，如图2所示，车道线在图像中为斜直线，接近图像的纵轴方向。对于拍摄的图像或者视频而言，采用车道线检测(Lane Detection)算法可以自动检测到车道线的位置。
如图3所示，采用车道线检测算法检测车道线，得到LN条斜直线，并且有LN32。假定背景图像的高度为H，宽度为W，以两条相邻车道线为例，假定相邻车道线间距为LD，分别计算h从0到H-1时的水平扫描线与两条车道线交点间的像素数目，用PN[h]表示，则每行相邻像素之间所表示的实际距离为
即前面提到的四邻域相邻像素间实际距离。不同行的相邻像素之间所表示的实际距离不同，距离摄像头越远的道路被采集的图像上(图3中靠上的图像)的相邻像素之间所表示的实际距离越大，反之，越小。
较佳地，对于多于两条的车道线，可以分别计算在同一水平线上的每两条相邻的车道线之间的像素数目，并根据实际距离得到同一水平线上的像素间距(相邻像素之间所表示的实际距离)，并将得到的同一水平线上的每两条相邻的车道线之间的像素间距进行平均，得到每行对应的像素间距。
确定汽车行驶轨迹的可行方法可以采用一个或者多个摄像头周期采集汽车在道路上行驶的图像，并采用背景减除(Background Subtraction)、物体跟踪匹配或者是汽车检测、跟踪(Vehicle Detection and Tracking)技术确定该图像上所述汽车的位置。所述汽车检测跟踪方法，以检测图像中的一辆汽车为例，通过汽车检测技术对参考图像中的汽车位置进行定位，确定所述参考图像中的汽车位置；根据所述参考图像中的汽车位置，以及预先设置的搜索区域大小，确定以所述参考图像中的汽车中心位置为中心的搜索区域，将该搜索区域作为当前图像的汽车搜索区域；在所述当前图像的汽车搜索区域内，确定所述当前图像的汽车位置。其中，所述参考图像，指的是被跟踪的图像，即根据该参考图像的汽车位置，确定后续图像的汽车位置。
将同一辆汽车在所述一定时间内采集到的各个图像中的位置按照时间顺序依次连接，便得到图像上由多条线段连接而成的所述汽车的行驶轨迹。
假定图像上汽车的行驶轨迹由TN条线段组成，分别计算每条线段对应的长度，具体方式如下：假定第i条线段对应的起点纵坐标为HB，终点纵坐标为HE，则计算该线段与水平扫描线的交点表示为(WX，HX)，其中，x的取值范围为[0，HE-HB]，WX为浮点数，HX为整数。则该线段对应的长度为：
则汽车的瞬时速度为汽车在相邻两帧图像的位置的连线组成的线段对应的长度DC与相邻两帧图像的采集时间差TC的比
汽车的平均速度为汽车在视场(多帧图像)中的行驶轨迹的总长度
与汽车在视场中总的呈现时间TT之比
在交通监控中，测定汽车的行驶速度具有很多应用，比如可以用来确定超速行驶的汽车。参见图4，本发明实施例提供的确定超速行驶的汽车的方法包括：
S401、通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上同一汽车在一定时间内的行驶轨迹。
S402、根据图像上像素之间所表示的实际距离，以及图像上同一汽车的行驶轨迹，确定同一汽车在一定时间内的行驶速度。
S403、当同一汽车在一定时间内的行驶速度超过预先设定的阈值时，判定该汽车为超速行驶的汽车。
预先设定汽车在道路上的最大瞬时速度TSC和最大平均速度TST，如果某辆汽车的瞬时速度
大于阈值TSC，或者平均速度
大于阈值TST时，则确定该汽车为超速行驶的汽车，进一步，将该汽车在整个视场中出现过的最大图像作为该汽车超速行驶的证据进行记录，用于查看超速汽车的车牌等信息。
当然，还可以简单地仅根据图像上同一汽车的行驶轨迹，来确定同一汽车在一定时间内的行驶速度是否超速，例如，预先设定一行驶轨迹阈值，当在一定时间内图像上同一汽车的行驶轨迹大于该行驶轨迹阈值时，则确定该汽车行驶超速。
此外，在交通监控中，还可以根据获得的每辆汽车的速度，计算道路上所有汽车的平均行驶速度，从而得到道路的路况信息，将此信息显示在道路指示牌上，用来指示行驶的汽车选择最佳路线等。参见图5，本发明实施例提供的获得路况信息的方法包括：
S501、通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上同一汽车在一定时间内的行驶轨迹。
S502、根据图像上像素之间所表示的实际距离，以及图像上同一汽车的行驶轨迹，确定同一汽车在一定时间内的行驶速度。
S503、根据道路上的若干辆(一辆或多辆)汽车在一定时间内的行驶速度，计算该道路上若干辆汽车在一定时间内的平均行驶速度，并根据该平均行驶速度，确定所述道路上的路况信息。
当然，还可以简单地仅根据图像上汽车的行驶轨迹的长度，来确定道路上的路况信息，例如，预先设定一长度阈值，将在一定时间内图像上若干汽车的行驶轨迹的平均长度与相应的长度阈值进行比较，生成并输出相应的路况信息，例如，当若干汽车的行驶轨迹的平均长度大于某长度阈值时，确定路况良好，否则，确定路况较差。当然还可以设定多个长度阈值，对应多种路况信息，例如，可以为路况优、良、差。
下面介绍一下本发明实施例提供的装置。
本发明实施例提供的一种确定汽车行驶速度的装置包括：
确定轨迹单元，用于通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹。
确定行驶速度单元，用于根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，以及所述图像上像素之间所表示的实际距离，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度。
本发明实施例提供的一种确定超速行驶的汽车的装置包括：
确定轨迹单元，用于通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹。
确定超速汽车单元，用于根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度是否超速。
本发明实施例提供的一种获得路况信息的装置包括：
确定轨迹单元，用于通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹。
确定行驶速度单元，用于根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，以及所述图像上像素之间所表示的实际距离，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度。
确定路况信息单元，用于根据在所述道路上行驶的若干辆汽车在所述一定时间内的行驶速度，计算该道路上所有若干辆汽车在所述一定时间内的平均行驶速度，并根据该平均行驶速度，确定所述道路的路况信息。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1.一种确定汽车行驶速度的方法，其特征在于，该方法包括：
通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹；
根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，以及所述图像上像素之间所表示的实际距离，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度；
其中，所述图像上像素之间所表示的实际距离，为所述图像上像素之间的水平实际距离和垂直实际距离的平方和的平方根；所述像素之间的水平实际距离为像素之间水平坐标之差与四邻域相邻像素间实际距离的乘积；所述像素之间的垂直实际距离为像素之间垂直坐标之差与四领域相邻像素间实际距离的乘积；所述四邻域相邻像素间实际距离，为所述图像上同一行相邻像素之间所表示的实际距离，或者所述图像上的同一列相邻像素之间所表示的实际距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹的步骤包括：
周期采集汽车在道路上行驶的图像，并确定该图像上所述汽车的位置；
将同一辆汽车在所述一定时间内采集到的各个图像中的位置按照时间顺序依次连接，得到图像上由多条线段连接而成的所述汽车的行驶轨迹。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，以及所述图像上像素之间所表示的实际距离，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度的步骤包括：
根据所述图像上像素之间所表示的实际距离，将组成所述行驶轨迹的每条线段所通过的所有像素点之间的实际距离求和，得到所述行驶轨迹对应的实际距离；
根据所述行驶轨迹对应的实际距离，计算得到所述汽车在所述一定时间内的平均行驶速度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述图像上的同一行相邻像素之间所表示的实际距离的步骤包括：
在汽车行驶的道路上采集包括至少两条车道线在内的图像，其中，所述车道线在所述图像上是纵向延伸的；
根据道路上的两条车道线之间的实际距离，以及所述图像上在同一水平线的两条车道线之间的像素数目，确定所述图像上的同一行相邻像素之间所表示的实际距离。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述图像上的同一列相邻像素之间所表示的实际距离的步骤包括：
在汽车行驶的道路上采集包括至少两条车道线在内的图像，其中，所述车道线在所述图像上是横向延伸的；
根据道路上的两条车道线之间的实际距离，以及所述图像上在同一垂直线的两条车道线之间的像素数目，确定所述图像上的同一列相邻像素之间所表示的实际距离。
6.一种确定超速行驶的汽车的方法，其特征在于，该方法包括：
通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹；
根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，以及所述图像上像素之间所表示的实际距离，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度；
其中，所述图像上像素之间所表示的实际距离，为所述图像上像素之间的水平实际距离和垂直实际距离的平方和的平方根；所述像素之间的水平实际距离为像素之间水平坐标之差与四邻域相邻像素间实际距离的乘积；所述像素之间的垂直实际距离为像素之间垂直坐标之差与四领域相邻像素间实际距离的乘积；所述四邻域相邻像素间实际距离，为所述图像上同一行相邻像素之间所表示的实际距离，或者所述图像上的同一列相邻像素之间所表示的实际距离；
确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度是否超速。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度是否超速的步骤包括：
根据所述图像上像素之间所表示的实际距离，以及所述图像上所述汽车的行驶轨迹，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度；
当所述汽车在所述一定时间内的行驶速度超过预先设定的阈值时，判定该汽车为超速行驶的汽车。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
记录在所述一定时间内采集到的超速行驶的汽车的最大图像。
9.一种获得路况信息的方法，其特征在于，该方法包括：
通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹；
根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，以及所述图像上像素之间所表示的实际距离，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度；其中，所述图像上像素之间所表示的实际距离，为所述图像上像素之间的水平实际距离和垂直实际距离的平方和的平方根；所述像素之间的水平实际距离为像素之间水平坐标之差与四邻域相邻像素间实际距离的乘积；所述像素之间的垂直实际距离为像素之间垂直坐标之差与四领域相邻像素间实际距离的乘积；所述四邻域相邻像素间实际距离，为所述图像上同一行相邻像素之间所表示的实际距离，或者所述图像上的同一列相邻像素之间所表示的实际距离；
根据在所述道路上行驶的若干辆汽车在所述一定时间内的行驶速度，计算该道路上所有若干辆汽车在所述一定时间内的平均行驶速度，并根据该平均行驶速度，确定所述道路的路况信息。
10.一种确定汽车行驶速度的装置，其特征在于，该装置包括：
确定轨迹单元，用于通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹；
确定行驶速度单元，用于根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，以及所述图像上像素之间所表示的实际距离，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度；其中，所述图像上像素之间所表示的实际距离，为所述图像上像素之间的水平实际距离和垂直实际距离的平方和的平方根；所述像素之间的水平实际距离为像素之间水平坐标之差与四邻域相邻像素间实际距离的乘积；所述像素之间的垂直实际距离为像素之间垂直坐标之差与四领域相邻像素间实际距离的乘积；所述四邻域相邻像素间实际距离，为所述图像上同一行相邻像素之间所表示的实际距离，或者所述图像上的同一列相邻像素之间所表示的实际距离。
11.一种确定超速行驶的汽车的装置，其特征在于，该装置包括：
确定轨迹单元，用于通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹；
确定超速汽车单元，用于根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，以及所述图像上像素之间所表示的实际距离，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度是否超速；其中，所述图像上像素之间所表示的实际距离，为所述图像上像素之间的水平实际距离和垂直实际距离的平方和的平方根；所述像素之间的水平实际距离为像素之间水平坐标之差与四邻域相邻像素间实际距离的乘积；所述像素之间的垂直实际距离为像素之间垂直坐标之差与四领域相邻像素间实际距离的乘积；所述四邻域相邻像素间实际距离，为所述图像上同一行相邻像素之间所表示的实际距离，或者所述图像上的同一列相邻像素之间所表示的实际距离。
12.一种获得路况信息的装置，其特征在于，该装置包括：
确定轨迹单元，用于通过在一定时间内采集到的汽车在道路上行驶的图像，确定图像上所述汽车的行驶轨迹；
确定行驶速度单元，用于根据所述图像上所述汽车的行驶轨迹，以及所述图像上像素之间所表示的实际距离，确定所述汽车在所述一定时间内的行驶速度；其中，所述图像上像素之间所表示的实际距离，为所述图像上像素之间的水平实际距离和垂直实际距离的平方和的平方根；所述像素之间的水平实际距离为像素之间水平坐标之差与四邻域相邻像素间实际距离的乘积；所述像素之间的垂直实际距离为像素之间垂直坐标之差与四领域相邻像素间实际距离的乘积；所述四邻域相邻像素间实际距离，为所述图像上同一行相邻像素之间所表示的实际距离，或者所述图像上的同一列相邻像素之间所表示的实际距离；
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