[发明专利]一种通过视频识别车辆尺寸信息获取交通轴载信息的方法

权利要求书

1.一种通过视频识别车辆尺寸信息获取交通轴载信息的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在监测交通轴载的目标路段安装并调试摄像机，获取目标车道上车辆行车视频信息；

(2)通过视频识别方法获取通过监测路段的车辆长度信息：通过车辆行车视频信息提取经过监测路段的行车车辆二维图像，计算通过监测路段目标车辆的长度信息、车头高度信息和车尾高度信息；其中通过二维图像计算通过监测路段目标车辆的长度信息、车头高度信息和车尾高度信息的具体方法为：

(2.1)、获取目标车行道分界线之间的间隔距离和车道宽度，在二维图像目标车道上选取由间隔距离和车道宽度围成的矩形框，其四个顶点分别为A、B、E、F四个像素点，获取二维图像上A、B、E、F四个像素点所一一对应的像素坐标(x_a，y_a)、(x_b，y_b)、(x_e，y_e)和(x_f，y_f)；实际路面以A点为实际坐标原点，由目标车行道分界线长度、目标车行道分界线之间的间隔距离和车道宽度得到A、B、E、F四个像素点的实际二维坐标(X_a，Y_a)、(X_b，Y_b)、(X_e，Y_e)和(X_f，Y_f)，其中A(X_a，Y_a)即为(0，0)；

(2.2)、二维图像中，像素坐标(x，y)和世界坐标(X，Y)之间的齐次坐标转换关系式为下式(1)和其转换公式(2)所示，其中k为比例系数，l₁、l₂、l₃、l₄、l₅、l₆、l₇和l₈为转换向量中的参数；

k＝l₇*x+l₈*y+1 (3)

将A、B、E、F四个像素点的像素坐标(x_a，y_a)、(x_b，y_b)、(x_e，y_e)(x_f，y_f)和实际二维坐标(0，0)、(X_b，Y_b)、(X_e，Y_e)和(X_f，Y_f)代入到上述公式中可得到相应的具体参数l₁、l₂、l₃、l₄、l₅、l₆、l₇和l₈；

(2.3)、由前端摄像头拍摄目标车辆车头即将离开前端摄像头视线时的照片，标记为二维图像1；标记二维图像1上目标车辆的车头和车尾各位置点分别为I像素点、J像素点、K像素点、M像素点和L像素点，获取二维图像1上I像素点、J像素点、K像素点、M像素点和L像素点所一一对应的像素坐标(x_i，y_i)、(x_j，y_j)、(x_k，y_k)、(x_m，y_m)和(x_l，y_l)，根据步骤(2.2)中的坐标转换关系式(2)得到I像素点、J像素点、K像素点、M像素点和L像素点的实际二维坐标(X_i，Y_i)、(X_j，Y_j)、(X_k，Y_k)、(X_m，Y_m)和(X_l，Y_l)；

(2.4)、由I、J、K、M、L五个像素点的实际二维坐标(X_i，Y_i)、(X_j，Y_j)、(X_k，Y_k)、(X_m，Y_m)和(X_l，Y_l)，计算I、K两个像素点之间的长度计算L、J两个像素点之间的长度计算M、K两个像素点之间的长度

(2.5)、由后端摄像头拍摄目标车辆车尾刚刚进入后端摄像头视线时的照片，标记为二维图像2；标记二维图像2上目标车辆的车头和车尾各位置点分别为I像素点、J像素点、K像素点、M像素点和L像素点，获取二维图像2上I像素点、J像素点、K像素点、M像素点和L像素点所一一对应的像素坐标(x_i＇，y_i＇)、(x_j＇，y_j＇)、(x_k＇，y_k＇)、(x_m＇，y_m＇)和(x_l＇，y_l＇)，根据步骤(2.2)中的坐标转换关系式(2)得到I像素点、J像素点、K像素点、M像素点和L像素点的实际二维坐标(X_i＇，Y_i＇)、(X_j＇，Y_j＇)、(X_k＇，Y_k＇)、(X_m＇，Y_m＇)和(X_l＇，Y_l＇)；

(2.6)、由I、J、K、M、L五个像素点的实际二维坐标(X_i＇，Y_i＇)、(X_j＇，Y_j＇)、(X_k＇，Y_k＇)、(X_m＇，Y_m＇)和(X_l＇，Y_l＇)，计算I、K两个像素点之间的长度计算L、J两个像素点之间的长度计算M、K两个像素点之间的长度

(2.7)二维图像1中I、K两个像素点之间的长度L_ik与二维图像2中I、K两个像素点之间的长度L_ik＇的绝对差值不大于10％，计算两者平均值即为目标车辆的长度信息值；二维图像1中L、J两个像素点之间的长度H_lj与二维图像2中L、J两个像素点之间的长度H_lj＇的绝对差值不大于10％，计算两者平均值即为目标车辆的车头高度信息值；二维图像1中M、K两个像素点之间的长度H_mk与二维图像2中M、K两个像素点之间的长度H_mk＇的绝对差值不大于10％，计算两者平均值即为目标车辆的车尾高度信息值；

(3)基于目标车辆的长度信息值将车辆车型进行分类：第一类：长度为6m以下，宽度2m及以下的小汽车；第二类：长度为6m～9m的二轴货车；第三类：长度为9m～11m的三轴货车；第四类：长度为11m～13m的四轴货车；第五类：长度为13m～15m的五轴货车；第六类：长度为15m及以上的六轴及以上货车；

(4)基于目标车辆的车头高度信息值和车尾高度信息值将车辆荷载状态进行分类；

(5)基于步骤(3)和(4)的车型分类和车辆荷载状态划分得到车辆荷载，将车重均匀分配至每一轴，通过轴载换算从而获得目标车道的交通轴载信息。