一种视频测速仪及视频测速方法

一种视频测速仪及视频测速方法
【专利摘要】本发明提供视频测速仪及视频测速方法。所述视频测速仪安装于道路边缘的支架上，所述视频测速仪在形式上为分离组合式或者集成一体式。对于前者，摄像机通过数据传输线连接摄像机外部用于根据其采集的图像数据对目标车辆进行车速计算的计算机设备；对于后者，摄像机和计算模块内嵌集成在一起，直接实现测速和测速结果的输出、存储、和/或上传。所述支架上设置有一保护罩，该保护罩具有至少一开口，所述的视频测速仪则包括至少一台摄像机，该摄像机包括图像处理单元和至少一个镜头，所述至少一个镜头能够采集所述道路上两个方向的车辆行驶状态的图像。本发明通过对道路的不同方向同步进行图像采集的方式，实现对道路上运行的车辆的行驶速度检测。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子设备领域，具体涉及一种视频测速仪及视频测速方法。 一种视频测速仪及视频测速方法

【背景技术】
[0002] 在交通领域，为了保证道路行驶安全，通常需要对道路上行驶的车辆进行行驶速 度检测。现有技术中对行驶中的车辆进行速度检测的方式通常有雷达检测、线圈感应检测 以及视频图像采集检测几种方式。其中雷达检测是通过发射雷达波并接收雷达波碰到车辆 之后的反射波，之后通过两者的时间差的方式，计算车辆的行驶速度；环境线圈检测是通过 在道路上预先埋设地面感应线圈，当车辆通过所述线圈时，车身切割磁力线引起的电感量 变化，之后，根据已知的线圈间隔距离，通过车辆碾压相邻线圈的时间差测量车辆的行驶速 度。该种测试方式可以参见图1。第三种是普通的视频测速方式，是在道路上安装朝向一个 方向的摄像机，通过摄像机对行驶的车辆进行图像采集，之后通过跟踪视频图像中车辆影 像在视频图像中预定区域中的位移时间，以及预定区域的距离，结合视频标定技术，根据距 离除以时间等于速度的原理进行车辆速度的计算。
[0003] 现有的视频测速是通过对单视域连续视频图像的分析，分析车辆的行进过程，通 过分析车辆位置和行进时间计算车速。其缺点是对摄像机安装高度、位置和拍摄角度要求 较高，并且，由于单个方向摄像机的可视范围较小，因此对车辆跟踪判断距离较短，导致对 移动车辆具体位置的准确鉴别存在较大的误差，且误差会随着车速提高而增加。


【发明内容】

[0004] 本发明的目的是提供一种视频测速仪及视频测速方法，以通过对道路的不同方向 同时进行图像采集的方式，实现对道路上运行的车辆的行驶速度检测。
[0005] 第一方面，本发明提供了一种视频测速仪，安装于道路边缘的支架上，所述视频测 速仪包括摄像机和计算机设备，所述摄像机和计算机设备在物理状态上相互独立，所述摄 像机通过数据传输线连接所述计算机设备，所述计算机设备用于根据所述摄像机采集的图 像数据对目标车辆进行车速计算，所述支架上设置有一保护罩，该保护罩具有至少一开口， 其特征在于，所述的视频测速仪包括至少一台摄像机，该摄像机包括图像处理单元和至少 一个镜头，所述至少一个镜头能够采集所述道路上两个方向的车辆行驶状态的图像。
[0006] 要说明的是，上述第一方面的视频测试仪中，"所述摄像机和计算机设备在物理状 态上相互独立"的含义是指：所述摄像机和计算机设备虽然同属于所述视频测试仪，但是在 外部看来这两者体现为两个独立的部件，只不过这两者之间可以设置有通信链路以便进行 通信。所述的通信链路可以是无线的，也可以是有线的，在此不做特别限定。
[0007] 要说明的是，所述计算机设备，是指那些具有计算、存储和/或上传功能的设备， 也可以称为计算设备、计算元件、计算模块，或者其他名称，在此不做特别限定。
[0008] 依照本发明较佳实施例所述的视频测速仪，其中，所述保护罩具有第一开口和第 二开口，所述第一开口和第二开口分别朝向道路两个方向。
[0009] 依照本发明较佳实施例所述的视频测速仪，其中，所述保护罩垂直设置，该保护罩 内设置有两个反射镜，两反射镜之间呈设定夹角，两反射镜分别面向所述第一开口和所述 第二开口，所述摄像机位于所述保护罩的底部，所述摄像机包括一个镜头，所述镜头朝向上 方，所述两反射镜的投影将所述镜头覆盖，以使得所述镜头能够同时采集两个所述反射镜 内的图像。
[0010] 依照本发明较佳实施例所述的视频测速仪，其中，所述摄像机包括一个镜头，所述 保护罩倾斜设置，所述第一开口和第二开口分别位于所述保护罩的两个相邻的侧面，所述 第一开口位于所述保护罩的左侧面，所述左侧面朝向所述道路的一个方向，所述镜头面向 所述第一开口；
[0011] 所述第二开口位于所述保护罩的下侧面，所述下侧面朝向所述道路的另一方向， 所述保护罩内设置有一个反射镜，所述反射镜位于所述镜头面向所述第一开口的方向上， 面向所述镜头，与所述第二开口呈设定夹角，以使得所述镜头能够同时采集所述第一开口 和所述第二开口视野内的图像。
[0012] 依照本发明较佳实施例所述的视频测速仪，其中，所述摄像机包含同步的两个镜 头，所述两个镜头分别面向所述第一开口和所述第二开口。
[0013] 依照本发明较佳实施例所述的视频测速仪，其中，所述保护罩内设置有两个摄像 机，所述两个摄像机分别包含一个镜头，每个摄像机的镜头分别面向所述第一开口和所述 第二开口。
[0014] 要说明的是，所述视频测速仪是一种产品，也可以称为视频测速装置、视频测速设 备、视频测速系统等等，在此不做赘述。
[0015] 在第二方面，本发明提供又一种视频测速仪，安装于道路边缘的支架上，所述支架 上设置有一保护罩，该保护罩具有至少一开口，所述的视频测速仪包括至少一台摄像机和 计算模块，所述摄像机和所述计算模块之间是集成在一起的，所述摄像机和所述计算模块 之间存在内置的通信链路，所述摄像机包括图像处理单元和至少一个镜头，所述至少一个 镜头能够采集所述道路上两个方向的车辆行驶状态的图像；所述计算模块用于根据所述摄 像机采集的图像数据对目标车辆进行车速计算。
[0016] 要说明的是，所述计算模块，是指那些具有计算、存储和/或上传功能的设备，也 可以称为计算设备、计算元件、计算机设备，或者其他名称，在此不做特别限定。
[0017] 优选地，所述保护罩具有第一开口和第二开口，所述第一开口和第二开口分别朝 向道路两个方向。
[0018] 优选地，其中，所述保护罩垂直设置，该保护罩内设置有两个反射镜，两反射镜之 间呈设定夹角，两反射镜分别面向所述第一开口和所述第二开口，所述摄像机位于所述保 护罩的底部，所述摄像机包括一个镜头，所述镜头朝向上方，所述两反射镜的投影将所述镜 头覆盖，以使得所述镜头能够同时采集两个所述反射镜内的图像。
[0019] 优选地，其中，所述摄像机包括一个镜头，所述保护罩倾斜设置，所述，所述第一开 口和第二开口分别位于所述保护罩的两个相邻的侧面，所述第一开口位于所述保护罩的左 侧面，所述左侧面朝向所述道路的一个方向，所述镜头面向所述第一开口；所述第二开口位 于所述保护罩的下侧面，所述下侧面朝向所述道路的另一方向，所述保护罩内设置有一个 反射镜，所述反射镜位于所述镜头面向所述第一开口的方向上，面向所述镜头，与所述第二 开口呈设定夹角，以使得所述镜头能够同时采集所述第一开口和所述第二开口视野内的图 像。
[0020] 优选地，所述摄像机包含同步的两个镜头，所述两个镜头分别面向所述第一开口 和所述第二开口。
[0021] 优选地，所述保护罩内设置有两个摄像机，所述两个摄像机分别包含一个镜头，每 个摄像机的镜头分别面向所述第一开口和所述第二开口。
[0022] 第三方面，本发明提供一种视频测速方法，所述方法包括：用如第一方面或者第二 方面所述的视频测速仪采集道路上两个方向的目标车辆行驶状态的图像，根据所述视频测 速仪采集的图像数据对目标车辆进行车速计算，所述计算是通过所述目标车辆的位置和行 进时间来进行的。
[0023] 优选地，所述计算采用以下公式：车速=目标车辆的位移/发生所述位移对应的 时间。即，用目标车辆的位移除以发生所述位移对应的行进时间可以得到车速。
[0024] 优选地，所述目标车辆的识别是根据车牌进行的。
[0025] 由于采用了以上的技术特征，使得本发明相比于现有技术，具有如下的优点和积 极效果：
[0026] 本发明设置了能够同时采集道路两个方向上车辆行驶状态的图像的摄像机，并通 过线缆传输给计算机（或内嵌式计算模块），由计算机（或内嵌式计算模块）根据车牌等标 记识别同一车辆的行驶图像，判断同一车辆在道路上两次出现之间的时间差和行驶距离， 并据此判断车辆的行驶速度，从而计算出车辆的准确行驶速度。

【专利附图】

【附图说明】
[0027] 图1是现有技术的视频测速原理图；
[0028] 图2为本发明提供的一种视频测速仪的一种实施例的结构示意图；
[0029] 图3为图2所示实施例的安装状态图；
[0030] 图4为本发明提供的一种视频测速仪的另一种实施例的结构示意图；
[0031] 图5为本发明提供的一种视频测速仪的又一种实施例的结构示意图；
[0032] 图6为本发明提供的一种视频测速仪的再一种实施例的结构示意图；
[0033] 图7是本发明实施例的视频测试方法示意图。

【具体实施方式】
[0034] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0035] 本发明提供了一种视频测速仪，该种视频测速仪可以被安装于道路边缘的支架 上，所述视频测速仪中的摄像头/高清摄像机通过外部数据传输线连接所述视频测试仪中 的计算机设备，所述计算机设备用于根据所述摄像头/高清摄像机采集的图像数据对目标 车辆进行车速计算（或者采用一种摄像机和计算模块内嵌式的一体化智能摄像机，直接实 现测速和测速结果输出、存储、上传），所述支架上设置有一保护罩，视频测速仪置于保护罩 内，该保护罩具有至少一个开口，所述视频测速仪中包括至少一个摄像机，该摄像机包括图 像处理单元和至少一个镜头，所述至少一个镜头能够采集所述道路上两个方向的车辆行驶 状态的图像。
[0036] 优选的，所述保护罩具有第一开口和第二开口，所述第一开口和第二开口分别朝 向道路两个方向。
[0037] 图2是本发明提供的视频测速仪的一种实施例的结构示意图，如图2所示，在本发 明中，保护罩10可以为筒状的结构，其材质可以是木材、塑料或者金属制成，用于保护摄像 机20,保护罩10内可以设置线缆，以为摄像机10供电和/或将摄像机10采集的图像传输 给控制中心的计算机。该实施例中摄像机20置于保护罩10的底部，其镜头21朝向保护罩 10的顶部。第一开口 11和第二开口 12分别位于保护罩10的两个相对的侧面，在安装时， 可以分别朝向道路两个方向。
[0038] 在该实施例中，所述保护罩10垂直设置，该保护罩10的内设置有第一反射镜13 和第二反射镜14这两个反射镜，所述的两反射镜之间呈设定夹角，夹角可以根据实际需求 设置。第一反射镜13和第二反射镜14分别面向所述第一开口 11和所述第二开口 12,两反 射镜的投影将所述镜头21覆盖，以使得所述镜头21能够同时采集两个所述反射镜内的图 像。
[0039] 图3是图2所示实施例的安装状态示意图，由图3可见，安装时，视频测速仪可以 位于道路的边缘的上方，第一开口 11和第二开口 12分别朝向道路的两个方向。该实施例 中，通过摄像机镜头前的两个反射镜面使得一个摄像机即可看到两个方向的视频图像。
[0040] 例如，当车辆从A点走到B的时，视频里会先看到位于A点车辆，假定时间为T1，当 车辆走到B点时，视频里会再次出现该车辆，假定时间为T2,视频测速仪连接的计算机可以 通过车辆检测或者车辆号牌准确定位车辆。此时车辆的速度可以通过车辆从A点到B点的 通过时间和距离计算得到。
[0041] 例如，V = (L1+L2V(T2-T1);
[0042] 其中L1为车辆A点到B点的距离，L2为车辆长度。
[0043] 实际使用中，一般摄像机安装高度为6-12米，而A点到B点的距离一般为 50-100m，此时即使是车辆位置存在少量误差，例如1-2米，测速误差也不超过4% ;能够很 好的满足实际应用的需求。并且，在同一镜头中里获取严格同步的多向视频，且多向视频中 同一车辆都会出现，并间隔一定距离，这个距离远大于车辆长度或视频车辆位置确定的误 差，例如30米以上。然后通过视频分析计算车辆经过这两个视频内特定点的时间间隔，并 结合实际距离计算得到车辆的实际速度。要说明的是，上述说理采用的距离、误差等参数都 是示例性的，不构成对本发明应用的限制。
[0044] 图4是本发明的另一个实施例的安装状态示意图，从图4可见，在该实施例中所述 摄像机20与图2所示的实施例相同，只包括一个镜头21，所述保护罩10倾斜设置，所述第 一开口 11和第二开口 12分别位于所述保护罩10的两个相邻的侧面，所述第一开口 11位 于所述保护罩10的左侧面，所述左侧面朝向所述道路的一个方向，所述镜头21面向所述第 一开口 11 ;
[0045] 所述第二开口 12位于所述保护罩的下侧面，所述下侧面朝向所述道路的另一方 向，所述保护罩10内设置有一个第三反射镜45,所述第三反射镜45位于所述镜头21面向 所述第一开口 11的方向上，面向所述镜头21，与所述第二开口 12呈设定夹角，以使得所述 镜头21能够同时采集所述第一开口 11和所述第二开口 12视野内的图像。
[0046] 该实施例的测速方式可以与图4所示的实施例相同，不多赘述。
[0047] 图5是本发明的再一个实施例的安装状态示意图，该实施例中，所述摄像机50(对 应前面的摄像机20)包含同步的两个镜头，分别为第一镜头51和第二镜头52,第一镜头51 和第二镜头52,在安装时，可以分别面向第一开口和第二开口 12。所述第一镜头51和第二 镜头52可以是CCD (Charge-coupled Device，电荷耦合元件）或者CMOS镜头，每个镜头各 朝向一个方向或视场。
[0048] 此外，本发明中的视频测速仪包含的一个能实现两个方向多个位置的图像采集， 也可以通过两台已经经过严格同步控制的相机来实现。例如，图6所示的实施例中，保护 罩10内部设置有两个摄像机20,各自包含一个镜头21，两个镜头分别面向保护罩的一个开 口，不多赘述。
[0049] 图5和图6所示的两个实施例中，通过视频采集对车辆速度进行计算的方式与图 3所示的实施例相同，因此不多赘述。
[0050] 为更加直观地展示本发明的实施例，给出了图7,图7是本发明实施例的视频测试 方法示意图。从图7可见，所述视频测速方法包括：步骤700,用前述视频测速仪采集道路 上两个方向的目标车辆行驶状态的图像；步骤702,根据所述视频测速仪采集的图像数据 对目标车辆进行车速计算，所述计算是通过所述目标车辆的位置和行进时间来进行的。
[0051] 具体地，所述计算可以采用以下公式：车速=目标车辆的位移/发生所述位移对 应的时间。即，用目标车辆的位移除以发生所述位移对应的行进时间就可以得到车速。
[0052] 具体地，所述目标车辆的识别可以是根据车牌进行，或者根据车辆的其他特征进 行。
[0053] 本发明设置了能够同时采集道路两个方向上车辆行驶状态的图像的摄像机，并通 过线缆传输给计算机，由计算机根据车牌等标记识别同一车辆的行驶时的图像，判断同一 车辆在道路上两次出现之间的时间差和行驶距离，并据此判断车辆的行驶速度，从而计算 出车辆的准确行驶速度。
[0054] 本发明通过车辆在完全同步（时间、帧率、空间）的两个视场中特定位置的时间 间隔和距离计算得到车辆的准确速度。并且，本发明在同一摄像机视频视域中，支持双区 域世界坐标标定，进行车辆位置检测和轨迹跟踪。基于同一摄像机(XD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件）、视频处理组件并结合镜面反射原理，同时获得两个相关性强的视 频视域，同步实行车辆跟踪测量，避免时钟同步对车辆测速造成影响。
[0055] 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参 照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明 的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1. 一种视频测速仪，安装于道路边缘的支架上，所述视频测速仪包括摄像机和计算机 设备，所述摄像机和计算机设备在物理状态上相互独立，所述摄像机通过数据传输线连接 所述计算机设备，所述计算机设备用于根据所述摄像机采集的图像数据对目标车辆进行车 速计算，所述支架上设置有一保护罩，该保护罩具有至少一开口，其特征在于，所述的视频 测速仪包括至少一台摄像机，该摄像机包括图像处理单元和至少一个镜头，所述至少一个 镜头能够采集所述道路上两个方向的车辆行驶状态的图像。
2. 如权利要求1所述的视频测速仪，其特征在于，所述保护罩具有第一开口和第二开 口，所述第一开口和第二开口分别朝向道路两个方向。
3. 如权利要求2所述的视频测速仪，其特征在于，所述保护罩垂直设置，该保护罩内设 置有两个反射镜，两反射镜之间呈设定夹角，两反射镜分别面向所述第一开口和所述第二 开口，所述摄像机位于所述保护罩的底部，所述摄像机包括一个镜头，所述镜头朝向上方， 所述两反射镜的投影将所述镜头覆盖，以使得所述镜头能够同时采集两个所述反射镜内的 图像。
4. 如权利要求2所述的视频测速仪，其特征在于，所述摄像机包括一个镜头，所述保护 罩倾斜设置，所述第一开口和第二开口分别位于所述保护罩的两个相邻的侧面，所述第一 开口位于所述保护罩的左侧面，所述左侧面朝向所述道路的一个方向，所述镜头面向所述 第一开口； 所述第二开口位于所述保护罩的下侧面，所述下侧面朝向所述道路的另一方向，所述 保护罩内设置有一个反射镜，所述反射镜位于所述镜头面向所述第一开口的方向上，面向 所述镜头，与所述第二开口呈设定夹角，以使得所述镜头能够同时采集所述第一开口和所 述第二开口视野内的图像。
5. 如权利要求2所述的视频测速仪，其特征在于，所述摄像机包含同步的两个镜头，所 述两个镜头分别面向所述第一开口和所述第二开口。
6. 如权利要求2所述的视频测速仪，其特征在于，所述保护罩内设置有两个摄像机，所 述两个摄像机分别包含一个镜头，每个摄像机的镜头分别面向所述第一开口和所述第二开 □。
7. -种视频测速仪，安装于道路边缘的支架上，所述支架上设置保护罩，该保护罩具有 至少一开口，其特征在于，所述的视频测速仪包括至少一台摄像机和计算模块，所述摄像机 和所述计算模块集成在一起，所述摄像机包括图像处理单元和至少一个镜头，所述至少一 个镜头能够采集所述道路上两个方向的车辆行驶状态的图像；所述计算模块用于根据所述 摄像机采集的图像数据对目标车辆进行车速计算。
8. 如权利要求7所述的视频测速仪，其特征在于，所述保护罩具有第一开口和第二开 口，所述第一开口和第二开口分别朝向道路两个方向，和/或，所述摄像机包含同步的两个 镜头，所述两个镜头分别面向所述第一开口和所述第二开口。
9. 一种视频测速方法，所述方法包括：用如权利要求1-8之一所述的视频测速仪采集 道路上两个方向的目标车辆行驶状态的图像，根据所述视频测速仪采集的图像数据对目标 车辆进行车速计算，所述计算是通过所述目标车辆的位置和行进时间来进行的。
10. 如权利要求9所述的视频测速方法，其特征在于，所述计算采用以下公式：车速= 目标车辆的位移/发生所述位移对应的时间，和/或，所述目标车辆的识别是根据车牌进行
【文档编号】H04N5/225GK104091450SQ201410208606
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】吴柯维, 吴银, 郭长全 申请人:吴柯维