本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于視頻圖像獲取車輛運(yùn)動狀態(tài)的方法。

背景技術(shù)：

隨著道路上行駛車輛數(shù)量的不斷增加，道路交通安全已成為人們關(guān)注的問題，例如在交通要道以及高速道路，在出現(xiàn)的交通事故后，在追究責(zé)任方時，可通過監(jiān)控攝像機(jī)拍攝的視頻圖像對照基本的交通法則確定責(zé)任方，但在需要根據(jù)視頻圖像進(jìn)一步確定目標(biāo)車輛的運(yùn)動狀態(tài)時，現(xiàn)有技術(shù)中則無法準(zhǔn)確的獲取實現(xiàn)車輛的實際運(yùn)動距離，因此亟需一種根據(jù)監(jiān)控設(shè)備拍攝的視頻圖像，準(zhǔn)確的計算車輛的實際運(yùn)動距離，準(zhǔn)確計算車輛運(yùn)動狀態(tài)的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中在視頻圖像中獲取車輛實際運(yùn)動距離存在的上述問題，現(xiàn)提供一種旨在實現(xiàn)基于視頻圖像獲取目標(biāo)車輛的實際運(yùn)動距離，進(jìn)而分析獲取目標(biāo)車輛實際運(yùn)動狀態(tài)的方法。

具體技術(shù)方案如下：

一種基于視頻圖像獲取車輛運(yùn)動狀態(tài)的方法，應(yīng)用于獲取車輛的運(yùn)動狀態(tài)，其中，包括以下步驟：

步驟s1，提供一獲取一臺固定攝像機(jī)連續(xù)獲取目標(biāo)車輛于行駛過程視頻中的每一幀圖像；

步驟s2，于當(dāng)前幀的所述圖像中選取多個第一圖像檢測點(diǎn)，每個所述第一圖像檢測點(diǎn)分別對應(yīng)于排列在所述目標(biāo)車輛的外輪廓上的一個外輪廓點(diǎn)，所有所述外輪廓點(diǎn)均位于同一條直線上；

步驟s3，于多個所述第一圖像檢測點(diǎn)中任意選取三個作為圖像計算點(diǎn)，并分別獲取每個所述圖像計算點(diǎn)于當(dāng)前幀的所述圖像中的像坐標(biāo)系中的第一位置坐標(biāo)；

步驟s4，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的所述目標(biāo)車輛的車輛信息，于所述目標(biāo)車輛上分別獲取每個所述圖像計算點(diǎn)所對應(yīng)的所述外輪廓點(diǎn)于物方坐標(biāo)系中的第二位置坐標(biāo)；

步驟s5，根據(jù)關(guān)聯(lián)于當(dāng)前幀的所述圖像的所述圖像計算點(diǎn)的所述第一位置坐標(biāo)和所述第二位置坐標(biāo)處理得到所述第一位置坐標(biāo)和所述第二位置坐標(biāo)之間的變換系數(shù)；

步驟s6根據(jù)所述變換系數(shù)處理得到當(dāng)前幀的所述圖像與下一幀的所述圖像之間所述目標(biāo)車輛行駛的實際距離，隨后轉(zhuǎn)向下一幀所述圖像，并返回所述步驟s2；

根據(jù)第一幀所述圖像中所述目標(biāo)車輛的位置以及處理得到的所有所述實際距離處理得到所述目標(biāo)車輛的運(yùn)動軌跡，并根據(jù)所述運(yùn)動軌跡處理得到所述目標(biāo)車輛的運(yùn)動狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述步驟s5中，依照下述公式處理得到所述變換系數(shù)：

所述步驟s5中，依照下述公式處理得到所述變換系數(shù)：

其中，l＝(l1、l2、l3)，l為所述變換系數(shù)，x為所述圖像計算點(diǎn)的所述第一位置坐標(biāo)的x軸坐標(biāo)值，x為所述目標(biāo)車輛上對應(yīng)于所述圖像計算點(diǎn)的所述外輪廓點(diǎn)的所述第二位置坐標(biāo)的x軸坐標(biāo)值。

優(yōu)選的，所述步驟s6具體包括：

步驟s61，于當(dāng)前幀的所述圖像內(nèi)選取一個所述第一圖像檢測點(diǎn)作為第一圖像處理點(diǎn)；

步驟s62，根據(jù)所述第一圖像處理點(diǎn)的所述第一位置坐標(biāo)以及所述變換系數(shù)處理得到對應(yīng)于所述第一圖像處理點(diǎn)的所述外輪廓點(diǎn)的所述第二位置坐標(biāo)；

步驟s63，于下一幀的所述圖像內(nèi)選取對應(yīng)于所述第一圖像處理點(diǎn)的所述第一圖像檢測點(diǎn)作為第二圖像處理點(diǎn)；

步驟s64，根據(jù)所述第二圖像處理點(diǎn)的所述第一位置坐標(biāo)以及所述變換系數(shù)處理得到對應(yīng)于所述第二圖像處理點(diǎn)的所述外輪廓點(diǎn)的所述第二位置坐標(biāo)；

步驟s65，根據(jù)對應(yīng)于所述第一圖像處理點(diǎn)的所述外輪廓點(diǎn)的所述第二位置坐標(biāo)，以及對應(yīng)于所述第二圖像處理點(diǎn)的所述外輪廓點(diǎn)的所述第二位置坐標(biāo)，處理得到所述目標(biāo)車輛于當(dāng)前幀的所述圖像和下一幀的所述圖像之間行駛的所述實際距離。

優(yōu)選的，所述外輪廓點(diǎn)設(shè)置于所述目標(biāo)車輛的車輪輪轂的邊緣。

優(yōu)選的，所述攝像機(jī)為非測量攝像機(jī)。

優(yōu)選的，所述攝像機(jī)以預(yù)定的幀率連續(xù)拍攝獲取所述目標(biāo)車輛的所述圖像。

優(yōu)選的，每一幀所述圖像包括用于表示拍攝所述圖像的時刻的時間戳信息；

根據(jù)當(dāng)前幀所述圖像與下一幀所述圖像之間的所述時間戳信息的差值，以及當(dāng)前幀所述圖像與下一幀所述圖像之間的所述實際距離，獲取所述目標(biāo)車輛當(dāng)前的行駛速度，并將所述行駛速度包括在所述目標(biāo)車輛的所述運(yùn)動狀態(tài)中。

上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果：可通過獲取相鄰幀之間的檢測點(diǎn)的位置坐標(biāo)以及對應(yīng)的目標(biāo)車輛的外輪廓點(diǎn)，并基于一維直線線性變換式，獲取目標(biāo)車輛于相鄰幀之間車輛的實際運(yùn)動距離。

附圖說明

參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。

圖1為本發(fā)明一種基于視頻圖像獲取車輛運(yùn)動狀態(tài)的方法實施例的流程圖；

圖2為本發(fā)明一種基于視頻圖像獲取車輛運(yùn)動狀態(tài)的方法實施例中，關(guān)于獲取實際距離的流程圖；

圖3為本發(fā)明一種基于視頻圖像獲取車輛運(yùn)動狀態(tài)的方法實施例中，關(guān)于目標(biāo)車輛的視頻圖像圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。

本發(fā)明的技術(shù)部方案中包括一種基于圖像獲取車輛運(yùn)動狀態(tài)的方法。

一種基于視頻圖像獲取行駛車輛的運(yùn)動狀態(tài)的方法的實施例，應(yīng)用于獲取車輛的運(yùn)動狀態(tài)，其中，包括以下步驟：

一種基于圖像獲取行駛車輛的運(yùn)動狀態(tài)的方法，應(yīng)用于獲取車輛的運(yùn)動狀態(tài)，其中，如圖1所示，包括以下步驟：

步驟s1，獲取一臺固定攝像機(jī)連續(xù)獲取目標(biāo)車輛于行駛過程視頻中的每一幀圖像；

步驟s2，于當(dāng)前幀的所述圖像中選取多個第一圖像檢測點(diǎn)，每個所述第一圖像檢測點(diǎn)分別對應(yīng)于排列在所述目標(biāo)車輛的外輪廓上的一個外輪廓點(diǎn)，所有所述外輪廓點(diǎn)均位于同一條直線上；

步驟s3，于多個所述第一圖像檢測點(diǎn)中任意選取三個作為圖像計算點(diǎn)，并分別獲取每個所述圖像計算點(diǎn)于當(dāng)前幀的所述圖像中的像坐標(biāo)系中的第一位置坐標(biāo)；

步驟s4，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的所述目標(biāo)車輛的車輛信息，于所述目標(biāo)車輛上分別獲取每個所述圖像計算點(diǎn)所對應(yīng)的所述外輪廓點(diǎn)于物方坐標(biāo)系中的第二位置坐標(biāo)；

步驟s5，根據(jù)關(guān)聯(lián)于當(dāng)前幀的所述圖像的所述圖像計算點(diǎn)的所述第一位置坐標(biāo)和所述第二位置坐標(biāo)處理得到所述第一位置坐標(biāo)和所述第二位置坐標(biāo)之間的變換系數(shù)；

步驟s6根據(jù)所述變換系數(shù)處理得到當(dāng)前幀的所述圖像與下一幀的所述圖像之間所述目標(biāo)車輛行駛的實際距離，隨后轉(zhuǎn)向下一幀所述圖像，并返回所述步驟s2；

根據(jù)第一幀所述圖像中所述目標(biāo)車輛的位置以及處理得到的所有所述實際距離處理得到所述目標(biāo)車輛的運(yùn)動軌跡，并根據(jù)所述運(yùn)動軌跡處理得到所述目標(biāo)車輛的運(yùn)動狀態(tài)。

上述技術(shù)方案中，需要說明的是，可根據(jù)實際計算需要，第一圖像可根據(jù)使用者于圖像中自定義選擇，對于第一幀圖像，根據(jù)像坐標(biāo)系中的第一位置坐標(biāo)以及于物方坐標(biāo)系中的第二位置坐標(biāo)，獲取變換系數(shù)后，可獲取當(dāng)前幀與下一幀圖像之間對應(yīng)到目標(biāo)車輛的實際距離，進(jìn)而逐幀獲取目標(biāo)車輛與上一幀之間的實際距離，最終得到目標(biāo)車輛的實際運(yùn)動狀態(tài)。

在一種較優(yōu)的實施方式中，如圖2所示，所述步驟s6具體包括：

步驟s61，于當(dāng)前幀的所述圖像內(nèi)選取一個所述第一圖像檢測點(diǎn)作為第一圖像處理點(diǎn)；

步驟s62，根據(jù)所述第一圖像處理點(diǎn)的所述第一位置坐標(biāo)以及所述變換系數(shù)處理得到對應(yīng)于所述第一圖像處理點(diǎn)的所述外輪廓點(diǎn)的所述第二位置坐標(biāo)；

步驟s63，于下一幀的所述圖像內(nèi)選取對應(yīng)于所述第一圖像處理點(diǎn)的所述第一圖像檢測點(diǎn)作為第二圖像處理點(diǎn)；

步驟s64，根據(jù)所述第二圖像處理點(diǎn)的所述第一位置坐標(biāo)以及所述變換系數(shù)處理得到對應(yīng)于所述第二圖像處理點(diǎn)的所述外輪廓點(diǎn)的所述第二位置坐標(biāo)；

步驟s65，根據(jù)對應(yīng)于所述第一圖像處理點(diǎn)的所述外輪廓點(diǎn)的所述第二位置坐標(biāo)，以及對應(yīng)于所述第二圖像處理點(diǎn)的所述外輪廓點(diǎn)的所述第二位置坐標(biāo)，處理得到所述目標(biāo)車輛于當(dāng)前幀的所述圖像和下一幀的所述圖像之間行駛的所述實際距離。

在一種較優(yōu)的實施方式中，所述步驟s5中，依照下述公式處理得到所述變換系數(shù)：

其中，l＝(l1、l2、l3)，l為所述變換系數(shù)，x為所述圖像計算點(diǎn)的所述第一位置坐標(biāo)的x軸坐標(biāo)值，x為所述目標(biāo)車輛上對應(yīng)于所述圖像計算點(diǎn)的所述外輪廓點(diǎn)的所述第二位置坐標(biāo)的x軸坐標(biāo)值。

上述技術(shù)方案中，上述公式由以下公式推導(dǎo)獲得；

其中，x、y為像平面坐標(biāo)；

x、y、z為物方空間坐標(biāo)；

l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7、l8、l9、l10、l11，為直接線性變換系數(shù)；

其中上述的圖像為一維圖像，因此直線線性變換式中(l2y+l3z+l4)和(l10y+l11z+1)為常數(shù)，進(jìn)而推導(dǎo)出以下公式；

由推導(dǎo)出的公式可知，存在三個未知數(shù)，因此在圖像中選擇圖像計算點(diǎn)時，只需選擇三個圖像計算點(diǎn)對應(yīng)的第一位置坐標(biāo)和第二位置坐標(biāo)，即可獲得當(dāng)前幀的變換系數(shù)。

在一種較優(yōu)的實施方式中，外輪廓點(diǎn)為目標(biāo)車輛的車輪輪輞邊緣的點(diǎn)。

在一種較優(yōu)的實施方式中，攝像機(jī)為非測量攝像機(jī)。

在一種較優(yōu)的實施方式中，一維直線線性變換式由一直線線性變換式推導(dǎo)獲得，直線線性變換式如下；

其中，x、y為像平面坐標(biāo)；

x、y、z為物方空間坐標(biāo)；

l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7、l8、l9、l10、l11，為直接線性變換系數(shù)；

圖像為一維圖像，因此直線線性變換式中(l2y+l3z+l4)和(l10y+l11z+1)為常數(shù)。

在一種較優(yōu)的實施方式中，所述外輪廓點(diǎn)設(shè)置于所述目標(biāo)車輛的車輪輪轂的邊緣。

在一種較優(yōu)的實施方式中，所述攝像機(jī)以預(yù)定的幀率連續(xù)拍攝獲取所述目標(biāo)車輛的所述圖像。

在一種較優(yōu)的實施方式中，每一幀所述圖像包括用于表示拍攝所述圖像的時刻的時間戳信息；

根據(jù)當(dāng)前幀所述圖像與下一幀所述圖像之間的所述時間戳信息的差值，以及當(dāng)前幀所述圖像與下一幀所述圖像之間的所述實際距離，獲取所述目標(biāo)車輛當(dāng)前的行駛速度，并將所述行駛速度包括在所述目標(biāo)車輛的所述運(yùn)動狀態(tài)中。

以下給出一具體的實施方式進(jìn)行說明，如圖3所示，

逐幀提取目標(biāo)車輛在視頻范圍內(nèi)的圖像及其對應(yīng)的時間戳；

在每幀圖像上，以通過目標(biāo)車輛某一側(cè)車輪軸心外端的直線與輪輞邊緣形成了四個交點(diǎn)為參考點(diǎn)即外輪廓點(diǎn)，分別設(shè)定為a、b、c、d，進(jìn)一步的外輪廓點(diǎn)分別位于目標(biāo)車輛的前后輪上，即位于車輪輪輞邊緣上a、b、c、d呈一條直線；

假設(shè)以第n幀圖像為例，以a、b、d三點(diǎn)作為圖像檢測點(diǎn)，根據(jù)a、b、d三點(diǎn)的像平面坐標(biāo)計算距離lnab、lnbd，結(jié)合及其對的應(yīng)實際距離即外輪廓點(diǎn)ab和ba的實際距離，解算本幀圖中a、b、c、d四點(diǎn)所在像直線與實際物方直線即參考點(diǎn)構(gòu)成的直線的一維直接線性變換系數(shù)lnk；

根據(jù)用下一幀圖像(第n+1幀)中a點(diǎn)像點(diǎn)坐標(biāo)，結(jié)合第n幀圖像的直接線性變換系數(shù)lnk，計算從第n幀到第n+1幀a點(diǎn)的實際運(yùn)動距離；

在第n+1幀圖像，以a、b、d三點(diǎn)作為圖像檢測點(diǎn)，根據(jù)a、b、d三點(diǎn)的像平面坐標(biāo)計算距離ln+1ab、ln+1bd，結(jié)合及其對應(yīng)的實際距離，解算本幀圖中a、b、c、d四點(diǎn)點(diǎn)所在像直線與實際物方直線的一維直接線性變換系數(shù)ln+1k；

根據(jù)用下一幀圖像(第n+2幀)中a點(diǎn)像點(diǎn)的位置坐標(biāo)，結(jié)合第n+1幀圖像的直接線性變換系數(shù)ln+1k，計算從第n+1幀到第n+2幀a點(diǎn)的實際運(yùn)動距離；

依上述方法逐幀解算直接線性變換系數(shù)l，以及以a點(diǎn)作為參考點(diǎn)目標(biāo)車輛的實際運(yùn)動距離；

根據(jù)圖像序列中目標(biāo)車輛的行駛距離，結(jié)合視頻的幀率，逐幀計算或計算指定圖像幀間車輛行駛速度和加速度。

如計算n幀到n+1之間的目標(biāo)車輛的行駛速度，通過上述計算可獲得n幀圖像到n+1幀之間對應(yīng)目標(biāo)車輛的實際距離，進(jìn)而根據(jù)相鄰幀之間的時間戳信息可得到目標(biāo)車輛的行駛時間，根據(jù)速度計算公式即可獲得目標(biāo)車輛在n幀到n+1幀之間的平均行駛速度；

如計算加速度，則根據(jù)相鄰幀之間的速度差除以相鄰幀之間的時間差即可獲得當(dāng)前幀的加速度值。

以上所述僅為本發(fā)明較佳的實施例，并非因此限制本發(fā)明的實施方式及保護(hù)范圍，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識到凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。