專利名稱：一種確定汽車行駛速度的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種確定汽車行駛速度的方法及裝置。
背景技術：
汽車在道路上行駛時，需要監控其行駛速度，防止超速行駛的汽車造成交 通事故，以保障公共行車安全。同時，還可以根據道路上汽車的行駛速度，來 監控該道路的路況信息，供司機參考選擇最佳的行車路線。
現有技術中，監控超速車輛一般采用雷達測速儀等設備來測定汽車在道路 上的行駛速度。這些雷達測速儀一般分為兩類， 一類是流動式的，比如安裝在 警車上，需要警察實時操作，對準目標車輛然后測定速度，另外一類安裝在固 定位置，但是，需要同時在路面埋設感應線圈，當車輛通過時，感應線圈產生 感應信號，雷達測速儀測定車輛速度。這些設備成本纟艮高，而且需要人手工操 作，造成人力浪費，并且需要對道路施工埋設線圈，從而影響交通運行，破壞 路面。此外，當車輛4艮多時，這些設備無法同時對多輛車進行速度測定。而現 有的路況信息測定， 一般都采用人工監測，造成人力資源的浪費。
綜上所述，現有技術檢測汽車行駛速度的技術方案不易于實現，并且，檢 測效果差。
發明內容
本發明實施例提供了 一種確定汽車行駛速度的方法及裝置、 一種確定超速 行駛的汽車的方法及裝置，以及一種獲得路況信息的方法及裝置，用以解決現 有技術檢測汽車行駛速度的技術方案不易于實現，并且，；f僉測效果差的問題。
本發明實施例提供的確定汽車行駛速度的方法包括 通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖像，確定圖像上所述汽 車的行駛軌跡；
根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，以及所述圖像上像素之間所表示的 實際距離，確定所述汽車在所述一定時間內的行駛速度。
本發明實施例提供的確定超速行駛的汽車的方法包括
通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖像，確定圖像上所述汽 車的行駛軌跡；
根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，確定所述汽車在所迷一定時間內的 行駛速度是否超速。
本發明實施例提供的獲得路況信息的方法包括
通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖像，確定圖像上所述汽 車的行駛軌跡；
根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，以及所述圖像上像素之間所表示的 實際距離，確定所迷汽車在所述一定時間內的行馬吏速度；
根據在所述道路上行駛的若干輛汽車在所述一定時間內的行駛速度，計算 該道路上所有若干輛汽車在所述一定時間內的平均行駛速度，并根據該平均行 駛速度，確定所述道路的路況信息。
本發明實施例提供的確定汽車行駛速度的裝置包括
確定軌跡單元，用于通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖 像，確定圖像上所述汽車的行駛軌跡；
確定行駛速度單元，用于根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，以及所述 圖像上像素之間所表示的實際距離，確定所述汽車在所述一定時間內的行駛速 度。
本發明實施例提供的確定超速行駛的汽車的裝置包括
確定軌跡單元，用于通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖
像，確定圖像上所述汽車的行駛軌跡；
確定超速汽車單元，用于根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，確定所述 汽車在所述一定時間內的行駛速度是否超速。
本發明實施例提供的獲得路況信息的裝置包括
確定軌跡單元，用于通過在 一 定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖
像，確定圖像上所述汽車的行駛軌跡；
確定行駛速度單元，用于根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，以及所述 圖像上像素之間所表示的實際距離，確定所述汽車在所述一定時間內的行駛速 度；
確定路況信息單元，用于根據在所述道路上行駛的若干輛汽車在所述一定 時間內的行駛速度，計算該道路上所有若干輛汽車在所述一定時間內的平均行 駛速度，并根據該平均行駛速度，確定所述道路的路況信息。
本發明實施例通過在一定時間內采集到的汽車在道路上朽-駛的圖像，確定 圖像上所述汽車的行駛軌跡；根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，以及所述 圖像上像素之間所表示的實際距離，確定所述汽車在所述一定時間內的行駛速 度。因此，本發明實施例只需安裝一個或多個攝像頭，就可以測量道路上每個 汽車的行駛速度，使得檢測汽車行駛速度的技術方案更力。易于實現，并且，提 高檢測的準確性。
圖1為本發明實施例提供的確定汽車行駛速度的方法流程示意圖； 圖2為本發明實施例提供的含有車道線的道路采集圖像示意圖； 圖3為本發明實施例提供的車道線示意圖4為本發明實施例提供的確定超速行駛的汽車的方法流程示意圖； 圖5為本發明實施例提供的獲得路況信息的方法流程示意圖。
具體實施例方式
本發明實施例提供了 一種自動測得汽車的行駛速度的方法和裝置、 一種確 定超速行駛的汽車的方法及裝置，以及一種獲得路況信息的方法及裝置，使得 檢測汽車行駛速度的技術方案易于實現，只需要在道路上方安裝一個或多個攝 像頭，就可以測量道路上每個汽車的行駛速度，并且檢測出超速行駛的汽車， 以及獲得相應的路況信息。
下面結合附圖，分別說明本發明實施例是如何實現的。
參見圖1，本發明實施例提供的確定汽車行駛速度的方法包括 S101 、在汽車行駛的道路上采集包括至少兩條車道線在內的圖像。
5102、 根據道路上的兩條車道線之間的實際距離，以及圖像上在同一水平 線或垂直線的兩條車道線之間的像素數目，確定圖像上的像素之間所表示的實 際3巨離。
5103、 周期采集汽車在道路上行駛的圖^^，并確定該圖^f象上所述汽車的位置。
5104、 將同一輛汽車在一定時間內采集到的各個圖像中的位置按照時間順 序依次連接，得到圖像上由多條線段連接而成的所述汽車的行駛軌跡。
5105、 根據圖像上像素之間的所表示的實際距離，將組成所述行駛軌跡的 每條線段所通過的所有像素點之間的實際距離求和，得到所述行駛軌跡對應的 實際距離。
5106、 根據所述行駛軌跡對應的實際距離，計算得到所述汽車在所述一定 時間內的平均行駛速度。
步驟S102中所述圖像上像素之間的所表示的實際距離，為所述圖像上像 素之間的水平實際距離和垂直實際距離的平方和的平方根。
所述像素之間的水平實際距離為所述像素之間水平坐標之差與四鄰域相 鄰像素間實際距離的乘積；所述像素之間的垂直實際距離為所述像素之間垂直 坐標之差與四領域相鄰像素間實際距離的乘積；其中，所述四鄰域相鄰像素間
9
實際距離為所述圖像上同 一行相鄰像素之間所表示的實際距離，或者所述圖像 上的同 一列相鄰像素之間所表示的實際距離。
較佳地，確定圖像上的同 一行的相鄰像素之間所表示的實際距離的步驟包
括
在汽車行駛的道路上采集包括至少兩條車道線在內的圖像，其中，所述車 道線在所述圖像上是縱向延伸的；
根據道路上的兩條車道線之間的實際距離，以及所述圖像上在同一水平線 的兩條車道線之間的像素數目，確定所述圖像上的同一行的相鄰像素之間所表 示的實際距離。
較佳地，確定圖像上的同 一列的相鄰像素之間所表示的實際距離的步驟包
括
在汽車行駛的道路上采集包括至少兩條車道線在內的圖像，其中，所述車 道線在所述圖像上是橫向延伸的；
根據道路上的兩條車道線之間的實際距離，以及所述圖像上在同一垂直線 的兩條車道線之間的像素數目，確定所述圖像上的同一列的相鄰像素之間所表 示的實際距離。
下面以車道線在圖像上是縱向延伸的情況為例，對本發明實施例進行具體 說明。
在汽車行駛的公路上，當存在多條車道時， 一般會標識白色的車道線，用 來限定汽車的行駛路線。車道線之間的距離一般都處于限定范圍內，比如北京 的車道線之間距離一般為3.0米至3.5米，最低不得小于2.8米。而對于某條具 體的道路而言，車道線之間的距離為固定值。將攝像頭的鏡頭與路面平行放置， 并指向路的延伸方向，使得圖像傳感器與路面垂直，得到沒有車輛和行人的僅 含有道路的背景圖像，如圖2所示，車道線在圖像中為斜直線，接近圖像的縱 軸方向。對于拍攝的圖像或者視頻而言，采用車道線檢測(LaneDetection)算法 可以自動檢測到車道線的位置。
如圖3所示，采用車道線檢測算法檢測車道線，得到LN條斜直線，并且 有丄W3 2。假定背景圖像的高度為H，寬度為W,以兩條相鄰車道線為例， 假定相鄰車道線間距為LD,分別計算h從0到H-l時的水平掃描線與兩條車 道線交點間的像素數目，用PN[h]表示，則每行相鄰像素之間所表示的實際距
離為,即前面提到的四鄰域相鄰像素間實際距離。不同行的相鄰像素之 間所表示的實際距離不同，距離攝像頭越遠的道路被釆集的圖像上(圖3中靠 上的圖像)的相鄰像素之間所表示的實際距離越大，反之，越小。
較佳地，對于多于兩條的車道線，可以分別計算在同一水平線上的每兩條 相鄰的車道線之間的像素數目，并根據實際距離得到同一水平線上的像素間距 (相鄰像素之間所表示的實際距離)，并將得到的同一水平線上的每兩條相鄰 的車道線之間的像素間距進行平均，得到每行對應的像素間距。
確定汽車行駛軌跡的可行方法可以采用一個或者多個攝像頭周期采集汽 車在道路上行駛的圖像，并采用背景減除(Background Subtraction),物體跟蹤 匹配或者是汽車檢測、跟蹤(Vehicle Detection and Tracking)技術確定該圖像上所 述汽車的位置。所述汽車檢測跟蹤方法，以檢測圖像中的一輛汽車為例，通過 汽車檢測技術對參考圖像中的汽車位置進行定位，確定所述參考圖像中的汽車 位置；根據所述參考圖像中的汽車位置，以及預先設置的搜索區域大小，確定 以所述參考圖像中的汽車中心位置為中心的搜索區域，將該搜索區域作為當前 圖像的汽車搜索區域；在所述當前圖像的汽車搜索區域內，確定所述當前圖像 的汽車位置。其中，所述參考圖像，指的是被跟蹤的圖像，即根據該參考圖像 的汽車位置，確定后續圖像的汽車位置。
將同 一輛汽車在所述一定時間內采集到的各個圖像中的位置按照時間順 序依次連接，便得到圖像上由多條線段連接而成的所述汽車的行駛軌跡。
假定圖像上汽車的行駛軌跡由TN條線段組成，分別計算每條線段對應的 長度，具體方式如下假定第i條線段對應的起點縱坐標為HB，終點縱坐標
為HE,則計算該線段與水平掃描線的交點表示為其中，x的取值范 圍為[O, HE-HB]， ^^為浮點數，^^為整數。則該線段對應的長度為
逝- 朋- 1
則汽車的瞬時速度為汽車在相鄰兩幀圖像的位置的連線組成的線段對應
的長度"c與相鄰兩幀圖像的采集時間差4的比.
汽車的平均速度為汽車在視場(多幀圖像)中的行駛軌跡的總長度各A, 與汽車在視場中總的呈現時間^之比^5l 。
在交通監控中，測定汽車的行駛速度具有很多應用，比如可以用來確定超
速行駛的汽車。參見圖4,本發明實施例提供的確定超速行駛的汽車的方法包 括
5401、 通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖像，確定圖像上 同一汽車在一定時間內的行駛軌跡。
5402、 根據圖像上像素之間所表示的實際距離，以及圖像上同一汽車的行 駛軌跡，確定同一汽車在一定時間內的行駛速度。
5403、 當同一汽車在一定時間內的行駛速度超過預先設定的閾值時，判定 該汽車為超速行駛的汽車。
預先設定汽車在道路上的最大瞬時速度"c和最大平均速度^V ,如果某輛
汽車的瞬時速度7^大于閾值"c,或者平均速度；大于闊值"r時，則確定 該汽車為超速行駛的汽車，進一步，將該汽車在整個視場中出現過的最大圖像 作為該汽車超速行駛的證據進行記錄，用于查看超速汽車的車牌等信息。
當然，還可以簡單地僅根據圖像上同一汽車的行駛軌跡，來確定同一汽車 在一定時間內的行駛速度是否超速，例如，預先設定一行駛軌跡閾值，當在一 定時間內圖像上同一汽車的行駛軌跡大于該行駛軌跡閾值時，則確定該汽車行
駛超速。
此外，在交通監控中，還可以根據獲得的每輛汽車的速度，計算道路上所 有汽車的平均行駛速度，從而得到道路的路況信息，將此信息顯示在道路指示
牌上，用來指示行駛的汽車選擇最佳路線等。參見圖5,本發明實施例提供的
獲得路況信息的方法包括
5501、 通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖像，確定圖像上 同一汽車在一定時間內的行駛軌跡。
5502、 根據圖像上像素之間所表示的實際距離，以及圖像上同一汽車的行 駛軌跡，確定同一汽車在一定時間內的行駛速度。
5503、 根據道路上的若干輛( 一輛或多輛)汽車在一定時間內的行駛速度， 計算該道路上若干輛汽車在一定時間內的平均行駛速度，并根據該平均行駛速 度，確定所述道路上的路況信息。
當然，還可以簡單地僅根據圖像上汽車的行駛軌跡的長度，來確定道路上 的路況信息，例如，預先設定一長度閾值，將在一定時間內圖像上若干汽車的 行駛軌跡的平均長度與相應的長度閾值進行比較，生成并輸出相應的路況信 息，例如，當若干汽車的行駛軌跡的平均長度大于某長度閾值時，確定路況良 好，否則，確定路況較差。當然還可以設定多個長度閾值，對應多種路況信息， 例如，可以為路況優、良、差。
下面介紹一下本發明實施例提供的裝置。 本發明實施例l是供的一種確定汽車行駛速度的裝置包括 確定軌跡單元，用于通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖 像，確定圖像上所述汽車的行駛軌跡。
確定行駛速度單元，用于根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，以及所述 圖像上像素之間所表示的實際距離，確定所述汽車在所述一定時間內的行駛速 度。
本發明實施例提供的一種確定超速行駛的汽車的裝置包括
確定軌跡單元，用于通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖 像，確定圖像上所述汽車的行駛軌跡。
確定超速汽車單元，用于根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，確定所述 汽車在所迷一定時間內的行駛速度是否超速。
本發明實施例提供的一種獲得路況信息的裝置包括
確定軌跡單元，用于通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖 像，確定圖像上所述汽車的行駛軌跡。
確定行駛速度單元，用于根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，以及所述 圖像上像素之間所表示的實際距離，確定所述汽車在所述一定時間內的行駛速 度。
確定路況信息單元，用于才艮據在所述道路上行駛的若干輛汽車在所述一定 時間內的行馬史速度，計算該道路上所有若千輛汽車在所述一定時間內的平均行 駛速度，并根據該平均行駛速度，確定所述道路的路況信息。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發 明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及 其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1、一種確定汽車行駛速度的方法，其特征在于，該方法包括通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖像，確定圖像上所述汽車的行駛軌跡；根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，以及所述圖像上像素之間所表示的實際距離，確定所述汽車在所述一定時間內的行駛速度。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過在一定時間內采集到 的汽車在道路上行駛的圖像，確定圖像上所述汽車的行駛軌跡的步驟包括周期采集汽車在道路上行駛的圖像，并確定該圖像上所述汽車的位置； 將同 一輛汽車在所述一定時間內采集到的各個圖像中的位置按照時間順 序依次連接，得到圖像上由多條線段連接而成的所述汽車的行駛軌跡。
3、 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，根據所述圖像上所述汽車 的行駛軌跡，以及所述圖像上像素之間所表示的實際距離，確定所述汽車在所 述一定時間內的行駛速度的步驟包括根據所述圖像上像素之間的所表示的實際距離，將組成所述行駛軌跡的每 條線段所通過的所有像素點之間的實際距離求和，得到所述行駛軌跡對應的實 際距離；根據所述行駛軌跡對應的實際距離，計算得到所述汽車在所述一定時間內 的平均行駛速度。
4、 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述圖像上像素之間的所 表示的實際距離，為所述圖像上像素之間的水平實際距離和垂直實際距離的平 方和的平方根。
5、 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述像素之間的水平實際 距離為所述像素之間水平坐標之差與四鄰域相鄰像素間實際距離的乘積；所述 像素之間的垂直實際距離為所述像素之間垂直坐標之差與四領域相鄰像素間 實際距離的乘積；其中，所述四鄰域相鄰像素間實際距離為所述圖像上同 一行相鄰像素之間 所表示的實際距離，或者所述圖像上的同 一列相鄰像素之間所表示的實際距離。
6、 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，確定所述圖像上的同一行 相鄰像素之間所表示的實際距離的步驟包括在汽車行駛的道路上采集包括至少兩條車道線在內的圖像，其中，所述車 道線在所述圖像上是縱向延伸的；根據道路上的兩條車道線之間的實際距離，以及所述圖像上在同一水平線 的兩條車道線之間的像素數目，確定所述圖像上的同一行相鄰像素之間所表示 的實際距離。
7、 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，確定所述圖像上的同一列 相鄰像素之間所表示的實際距離的步驟包括在汽車行駛的道路上采集包括至少兩條車道線在內的圖像，其中，所述車 道線在所述圖像上是橫向延伸的；根據道路上的兩條車道線之間的實際距離，以及所述圖像上在同一垂直線 的兩條車道線之間的像素數目，確定所述圖像上的同一列相鄰像素之間所表示 的實際距離。
8、 一種確定超速行駛的汽車的方法，其特征在于，該方法包括 通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖像，確定圖像上所述汽車的行駛軌跡；根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，確定所述汽車在所述一定時間內的 行駛速度是否超速。
9、 根據權利要求8所述的方法，其特征在于，根據所述圖像上所述汽車 的行駛軌跡，確定所述汽車在所述一定時間內的行駛速度是否超速的步驟包 括根據所述圖像上像素之間所表示的實際距離，以及所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，確定所述汽車在所述一定時間內的行駛速度；當所述汽車在所述一定時間內的行駛速度超過預先設定的閾值時，判定該 汽車為超速行駛的汽車。
10、 根據權利要求8所述的方法，其特征在于，該方法還包括 記錄在所述一定時間內采集到的超速行駛的汽車的最大圖像。
11、 一種獲得路況信息的方法，其特征在于，該方法包括 通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖像，確定圖像上所述汽車的行駛軌跡；根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，以及所述圖像上像素之間所表示的 實際距離，確定所述汽車在所述一定時間內的行駛速度；根據在所述道路上行駛的若干輛汽車在所述一定時間內的行駛速度，計算 該道路上所有若干輛汽車在所述一定時間內的平均4亍駛速度，并根據該平均4亍 駛速度，確定所述道路的路況信息。
12、 一種確定汽車行駛速度的裝置，其特征在于，該裝置包括 確定軌跡單元，用于通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖像，確定圖像上所述汽車的行駛軌跡；確定行駛速度單元，用于根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，以及所述 圖像上像素之間所表示的實際距離，確定所述汽車在所述一定時間內的行駛速 度。
13、 一種確定超速行駛的汽車的裝置，其特征在于，該裝置包括 確定軌跡單元，用于通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖像，確定圖像上所述汽車的行駛軌跡；確定超速汽車單元，用于根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，確定所述 汽車在所述一定時間內的行駛速度是否超速。
14、 一種獲得路況信息的裝置，其特征在于，該裝置包括 確定軌跡單元，用于通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖像，確定圖像上所述汽車的行駛軌跡；確定行駛速度單元，用于根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，以及所述 圖像上像素之間所表示的實際距離，確定所述汽車在所述一定時間內的行駛速 度；確定路況信息單元，用于根據在所述道路上行駛的若干輛汽車在所述一定 時間內的行駛速度，計算該道路上所有若干輛汽車在所述一定時間內的平均行 駛速度，并根據該平均行駛速度，確定所述道路的路況信息。
全文摘要
本發明公開了一種確定汽車行駛速度的方法及裝置，用以解決現有技術檢測汽車行駛速度的技術方案不易于實現，并且，檢測效果差的問題。本發明提供的確定汽車行駛速度的方法包括通過在一定時間內采集到的汽車在道路上行駛的圖像，確定圖像上所述汽車的行駛軌跡；根據所述圖像上所述汽車的行駛軌跡，以及所述圖像上像素之間所表示的實際距離，確定同一汽車在所述一定時間內的行駛速度。本發明還提供了一種確定超速行駛的汽車的方法及裝置，以及一種獲得路況信息的方法及裝置。
文檔編號G01P3/36GK101187671SQ20071030444
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月27日 優先權日2007年12月27日
發明者浩 王, 磊 王, 鄧亞峰 申請人:北京中星微電子有限公司