CN106803350A - 一种基于摄像头拍摄时间差的车辆速度检测方法及装置 - Google Patents

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张辉
龚文森
陈静萍
林军记
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    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/052—Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for determining speed or overspeed
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/64—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance
    • G01P3/68—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance using optical means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light

Abstract

本发明涉及一种基于摄像头拍摄时间差的车辆速度检测方法及装置，本发明提供的方法通过将摄像头固定安装在车辆上，车辆运动时，摄像头间隔时间t分别对路面进行两次拍摄，对获得的图像进行分析计算，得到车辆运动的速度，同时，本发明还提供了该检测方法的检测装置；有效解决外部检测技术和内部检测技术所存在的不足，本发明具有可准确获取车辆运动信息、设备成本低、稳定性高的特点。

Description

一种基于摄像头拍摄时间差的车辆速度检测方法及装置
技术领域
本发明涉及车辆速度与方向检测技术领域，更具体地，涉及一种基于摄像头拍摄时间差的车辆速度检测方法及装置。
背景技术
目前，道路上的车辆数量迅速增加，交通压力倍增，准确获知车辆的运动速度与方向成为当下研究的一个热点；现有技术中，获取车辆速度的技术一般包括外部检测技术和内部检测技术；其中，外部检测技术主要分为红外检测技术、超声波检测技术、地感线圈检测技术、激光检测技术、视频检测技术和雷达检测技术；外部检测技术对测量参数进行计算，在不介入车辆内部系统的情况下对车辆运行速度进行检测，但外部检测技术很容易受到来自于车辆和传感器以外的第三方因素的影响，导致检测结果稳定性较差；而内部检测技术包括车辆本身的转速传感器和GPS检测，转速传感器的检测准确度受车辆本身轮胎气压等因素的影响；而GPS检测无法实现连续检测，单点检测的精度较低，且差分GPS测速的设备成本较高；现有的技术中，相关的检测技术存在着稳定性差、精度低、设备成本高等不足。
发明内容
本发明要解决的问题是：提供一种可准确获取车辆运动信息、稳定性高、设备成本低的基于摄像头拍摄时间差的车辆速度检测方法及装置。
本发明实现上述目的所提出的技术方案如下：
一种基于摄像头拍摄时间差的车辆速度检测方法，包括以下步骤：
S1.将摄像头固定安装在车辆上，摄像头拍摄方向为向下，摄像头对路面进行拍摄；
S2.车辆运动时，摄像头间隔时间t分别对路面进行两次拍摄，获得两张路面图像，分别为第一图像和第二图像；
S3.在第一图像内查找标志点，然后基于标志点的图像特征在第二图像内进行查找匹配，匹配到的点称之为匹配点；
S4.以第一图像、第二图像的水平边界、垂直边界为X轴、Y轴建立起坐标系，确定标志点、匹配点分别在两个坐标系中的坐标；根据两者之间的坐标计算出车辆运动的距离及方向；
S5.基于车辆运动的距离、方向、间隔时间t计算出车辆运动的速度。
在上述方案中，车辆运动时，摄像头间隔时间t分别对路面进行两次拍摄，获得第一图像和第二图像，在第一图像内查找标志点，基于标志点的图像特征在第二图像内进行查找相应的匹配点；分别找出标志点、匹配点的坐标，根据两者之间的坐标计算出车辆运动的距离及方向；基于车辆运动的距离及方向、间隔时间t，计算出车辆运动的速度。
优选的，所述标志点在第一图像中的坐标为(x0，y0)，匹配点在第二图像中的坐标为(x1，y1)；则车辆在图像运动的距离表示为：
车辆的运动方向为：
车辆运动的速度：v＝s/t，其中s＝k*d，其中k为图像距离与实际距离的比例。
优选的，所述摄像头垂直向下拍摄。
优选的，所述步骤S2使用两个摄像头间隔时间t分别对路面进行两次拍摄，两个摄像头的拍摄方向为向下；车辆静止时，两个摄像头拍摄路面的区域相互重合；进行拍摄后得到第一图像和第二图像。
其中，本发明还提供一种基于摄像头拍摄时间差的车辆速度检测方法的检测装置，其具体方案如下：
检测装置包括固定安装在车辆上的摄像头、延时单元和控制单元；所述摄像头用于执行步骤S2；所述延时单元用于控制摄像头拍摄间隔时间t；所述控制单元用于执行步骤S3～S5。
在上述方案中，延时单元控制摄像头拍摄间隔时间t，摄像头将拍摄的图像数据传输至控制单元进行处理，控制单元对数据进行分析计算，得出车辆运动速度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的方法通过将摄像头固定安装在车辆上，车辆运动时，摄像头间隔时间t分别对路面进行两次拍摄，对获得的图像进行分析计算，得到车辆运动的速度，同时，本发明还提供了该检测方法的检测装置；有效解决外部检测技术和内部检测技术所存在的不足，本发明具有可准确获取车辆运动信息、设备成本低、稳定性高的特点。
附图说明
图1为本发明提供的基于摄像头拍摄时间差的车辆速度检测方法的具体步骤流程图。
图2为本发明提供的基于摄像头拍摄时间差的车辆速度检测方法的检测装置结构示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；为了更好地理解本发明专利，下面结合附图和实施案例对本发明的技术方案做进一步的说明。
下面对本发明的具体实施方案进行描述：
本发明提供一种基于摄像头拍摄时间差的车辆速度检测方法，具体步骤流程如图1所示：
S1.将摄像头固定安装在车辆上，摄像头拍摄方向为向下，摄像头对路面进行拍摄；
S2.车辆运动时，摄像头间隔时间t分别对路面进行两次拍摄，获得两张路面图像，分别为第一图像和第二图像；
S3.在第一图像内查找标志点，然后基于标志点的图像特征在第二图像内进行查找匹配，匹配到的点称之为匹配点；
S4.以第一图像、第二图像的水平边界、垂直边界为X轴、Y轴建立起坐标系，确定标志点、匹配点分别在两个坐标系中的坐标；根据两者之间的坐标计算出车辆运动的距离及方向；
S5.基于车辆运动的距离、方向、间隔时间t计算出车辆运动的速度。
在本实施例中，步骤S2摄像头拍摄方向为垂直向下，其中，使用两个摄像头间隔时间t分别对路面进行两次拍摄；车辆静止时，两个摄像头拍摄路面的区域相互重合；进行拍摄后得到第一图像和第二图像。
其中，在本实施例中，步骤S4中标志点在第一图像中的坐标为(x0，y0)，匹配点在第二图像中的坐标为(x1，y1)；则车辆在图像运动的距离表示为：
车辆的运动方向为：
车辆运动的速度：v＝s/t，其中s＝k*d，其中k为图像距离与实际距离的比例。
在本实施例中，当车辆运动时，摄像头间隔时间t分别对路面进行两次拍摄，获得第一图像和第二图像，找出第一图像中的标志点，在第二图像中找出与之相应的匹配点；通过对第一图像、第二图像建立起坐标系，找出标志点、匹配点的坐标，根据两者之间的坐标计算出车辆运动距离及方向；基于车辆运动的距离及方向、间隔时间t，计算出车辆运动的速度。
其中，本发明还提供一种该检测方法的检测装置，结构示意图如图2所示：
检测装置包括固定安装在车辆上的延时单元1、摄像头2和控制单元3；所述摄像头2用于执行步骤S2；所述延时单元1用于控制摄像头拍摄间隔时间t；所述控制单元3用于执行步骤S3～S5。
其中，延时单元1控制摄像头2拍摄间隔时间t，摄像头将拍摄的图像数据传输至控制单元进行处理，控制单元对数据进行分析计算，得出车辆运动速度。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于摄像头拍摄时间差的车辆速度检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.将摄像头固定安装在车辆上，摄像头拍摄方向为向下，摄像头对路面进行拍摄；
S2.车辆运动时，摄像头间隔时间t分别对路面进行两次拍摄，获得两张路面图像，分别为第一图像和第二图像；
S3.在第一图像内查找标志点，然后基于标志点的图像特征在第二图像内进行查找匹配，匹配到的点称之为匹配点；
S4.以第一图像、第二图像的水平边界、垂直边界为X轴、Y轴建立起坐标系，确定标志点、匹配点分别在两个坐标系中的坐标；根据两者之间的坐标计算出车辆运动的距离及方向；
S5.基于车辆运动的距离、方向、间隔时间t计算出车辆运动的速度。
2.根据权利要求1所述的基于摄像头拍摄时间差的车辆速度检测方法，其特征在于：所述标志点在第一图像中的坐标为(x0，y0)，匹配点在第二图像中的坐标为(x1，y1)；则车辆在图像运动的距离表示为：
d = ( x 1 - x 0 ) 2 + ( y 1 - y 0 ) 2 ;
车辆的运动方向为：
θ = a r c t a n x 1 - x 0 y 1 - y 0 ;
车辆运动的速度：v＝s/t，其中s＝k*d，其中k为图像距离与实际距离的比例。
3.根据权利要求1所述的基于摄像头拍摄时间差的车辆速度检测方法，其特征在于：所述步骤S2使用两个摄像头间隔时间t分别对路面进行两次拍摄，两个摄像头的拍摄方向为向下；车辆静止时，两个摄像头拍摄路面的区域相互重合；进行拍摄后得到第一图像和第二图像。
4.根据权利要求1～3任一项所述的基于摄像头拍摄时间差的车辆速度检测方法，其特征在于：所述摄像头垂直向下拍摄。
5.一种根据权利要求1～4任一项所述方法的检测装置，其特征在于：包括固定安装在车辆上的摄像头、延时单元和控制单元；所述摄像头用于执行步骤S2；所述延时单元用于控制摄像头拍摄间隔时间t；所述控制单元用于执行步骤S3～S5。
6.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于：所述检测装置包括两个摄像头，两个摄像头间隔时间t分别对路面进行两次拍摄，两个摄像头的拍摄方向为向下；车辆静止时，两个摄像头拍摄路面的区域相互重合；进行拍摄后得到第一图像和第二图像。
7.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于：所述摄像头垂直向下拍摄。
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