第
23
卷第
3
期
石家庄铁道大学学报(自然科学版)
Vo
l.
23
No.3
2010
年
9
月
JOURNAL
OF
SHUIAZHUANG
TIEDAO
UNIVERSITY
(NATURAL
SCIENCE)
Se
p.
2010
一种基于摄像机标定的车辆视频测速方法
陈蓦东,马影,马增强
(石家庄铁道犬学电气与电子工程学院,河北石家庄
050043
)
摘要:以
Ts
国两步法为摄像机标定原理,提出了一种车辆速度视频测量方法,并对摄像机标
定误差和车速检测误差进行了分析。首先利用白白两步法得到摄像机的内部和外部参数,然后
将图像空间提取出的运动车辆特征点位移转换到世界坐标系,最后利用帧差时间求得车辆的瞬
时速度。实验结果表明,基于摄像机标定的丰辆速度视频测量方法,具有简单实用、鲁棒性强、
精确度高等优点,满足车辆视频测这革统的要求。
关键词
:Ts
国两步法;摄像机标定;车辆速度检测;误差分析
中图分类号
:T
P3
9
1.
4
文献标识码
:A
文章编号:
2095
-
0373
(2010)
03
∞
81
-05
车辆速度是智能交通系统中需要检测的最基本的参数之一。传统的车辆测速装置主要包括地感线
圈测速、雷达1JIJ1速、激光测速等,这些测速方式都存在各自不同的缺陷,最重要的是这些方法均不能为执
法部门提供直观的视频信息。而原有的基于视频图像的车辆测速方法,大都是根据图像信息按照一定的
比例,估计图像中的距离与真实世界坐标系中距离的映射关系
[1-3J
。这些方法存在较大的系统误差,更不
能满足系统鲁棒性要求。
以
Tsai
两步法为摄像机标定原理,提出了一
种车辆速度视频测量方法。
T.
白两步法标志精
度高、过程简单、鲁棒性强,满足实际测速系统的
要求。利用标定结果将车辆在连续两帧之间的
位移从图像坐标系转换到世界坐标系,再根据帧
差确定时间,从而求得车辆的瞬时速度。
1
摄像机标定
摄像机的成像过程可以通过一个数学模型
来大致的模拟,通过它可以获得被视
l
物体与图像
之间的儿何关系。本文采用的是
T
剧两步法
[4:
的摄像机标定方法。
1.1
摄像机模型
图
1
为所采用的摄像机模型,涉及
4
个相互
凡
关联的坐标系统.世界坐标系统、摄像机坐标系
统、像平面坐标系统
其中
,
(x
w
'Y
1/l,
Z
1/l)
为世界坐标系中物体点
P
的三维坐标
;(x.y.z)
是
P
在摄像机坐标系中的
-协
()
1<
今
Y
c__
l.\.一
---PJ/\~
, 吨
Y
d
)
y"
圈
1
摄像机模型
P(x.v.z)or
P(X
,,,J\.,
z
,,,
)
三维坐标;
(孔
,
YJ
是理想针孔摄像机模型下
P
点的图像坐标;
(凡
,
Y
d
)
为
P
点的实际图像坐标;
(鸟,乌)
是
P
点的计算机图像坐标,以像素为单位。
收稿日期
:2
口
10
-0
击
24
作者简介:陈蓦东男
1984
年出生硕士研究生