[发明专利]一种基于双目的车辆视频测速方法

权利要求书

1.一种基于双目的车辆视频测速方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、采集图像，并对采集到的灰度值图像进行滤波处理，平滑修正边缘，减小运动目标和背景的抖动，得到锐化后的灰度图像；

步骤2、对锐化后的灰度图像用Sobel算子提取图像的边缘信息；

步骤3、对边缘图像进行凹型模板滤波处理去除噪音得到处理过的边缘系数图像；

步骤4、再对边缘系数图像做差分处理将图像中灰度变化大的点突出来；

步骤5、经过上面突出的点并非边缘点，将图像按初始设定的阈值进行二值化处理，达到边缘的精确定位；

步骤6、利用边缘检测对原始图像进行更新，然后将更新的图像做二值化处理；

步骤7、二值化后提取图像做数学形态学的优化，达到清晰检测图像边缘的作用，将与检测目标连通的背景点合并到目标图像中；

步骤8、采用占空比来对机动车进行分割识别，对运动车辆进行跟踪；

采用如下公式进行速度测量：

$V=\frac{\mathrm{\Δ}s}{\mathrm{\Δ}t}$

Δt视为两帧运动图像间的时间间隔；

Δs为实际的车辆移动距离；

步骤9、双目校正车速；

步骤9具体包括以下步骤：H_CAM为摄像机距地面的高度；D_NEAR为图像最近端位置映射到世界坐标中的点距离摄像机的水平距离；D_FAR为图像最远端位置映射到世界坐标中的点距离摄像机的水平距离；O为摄像机的光心；H为图像的成像高度；P_v为检测车辆上一个点，在图像坐标系中的纵坐标上，即图像高度方向上对应点Q_v；dist为点P_v距离摄像机的水平距离；Y为点P_v距离地面的高度；

由世界坐标系的数学关系得到：

∠θ＝arctan(D_NEAR/H_CAM) (3-10)

由图像坐标系的数学关系可推出：

$\∠\mathrm{\ψ}=\arctan \left(\frac{\left|Q_v{O}^{\′}\right|}{m}\right)---(3-13)$

可得：

$m=\frac{H/2}{tg\∠\mathrm{\ω}}---(3-14)$

车辆上任意点P_v到摄像机光心连线跟摄像机垂直方向所成的夹角：

$\∠\mathrm{\φ}=\arctan \left(\frac{dist}{H\_CAM-Y}\right)---(3-15)$

由各角间的关系，可得到：

所以车辆到摄像机的水平距离：

dist＝tan∠φ·(H_CAM-Y) (3-17)

利用公式3-17可以计算车辆在两帧图像中距离摄像机的水平距离d₁，d₂，由此得出车辆的行驶速度为:

v＝(d₂-d₁)f (3-18)

f为摄像机的处理器在接收到两帧图像时的频率；

由于d₁到车辆的连线l和行车道不可能平行，设τ为连线和车道间的夹角的角度，根据下面的公式可以得到的速度的正确值：

v'＝v/cosτ(3-19)。