CN111915641A - 一种基于tof技术的车辆测速方法及*** - Google Patents

一种基于tof技术的车辆测速方法及*** Download PDF

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魏劲超
田朝勇
胡纯勇
姚杰
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Abstract

本发明公开的一种基于tof技术的车辆测速方法，通过tof测距技术动态获取垂直于tof摄像头法线前方运动物体的物理距离，通过物理距离和图像像素距离的转换获取到被追踪的运动物体的水平移动速度。本发明使用了图像跟踪的方式，能够自动跟踪运动物体，当达到测速条件时，自动测量速度，这种方式解决了单点自动测量的问题，不需要手动跟踪被测运动物体，且由于采用tof进行自动标尺变换，可以适应不同远近的运动物体测量，解决了常规视频监控下只能够计算固定深度的运动速度的问题。并且由于有图像识别功能，可以保存运动物体的及时图像信息。

Description

一种基于tof技术的车辆测速方法及***
技术领域
本发明涉及测距技术领域，尤其涉及一种基于tof技术的车辆测速方法及***。
背景技术
随着人们生活质量的提高，汽车已成为家庭中常见的交通工具，然而对于车辆速度的监控变得尤为重要。
现有技术中为获取被测物体速度，大都是需要人工对准被测试物体，如交警手持式测速仪，无法实现自动跟踪。此外，现在的公路都有很多车道，车辆在不同车道距离测速监控装置距离不同，即不同景深，从而现有的测速装置对于不同车道的车辆进行测速时存在一定的误差。
发明内容
本发明提供了一种基于tof技术的车辆测速方法及***，以解决现有技术中不同景深导致测度存在误差的问题。
本发明采用的技术方案是：一种基于tof技术的车辆测速方法，包括如下步骤：
步骤一：并排安装tof摄像头和RGB摄像头，并保持tof摄像头的法线方向和RGB摄像头的法线方向保持一致；
步骤二：采用定长标尺在距离RGB摄像头不同远近的地方分别测量所述定长标尺在RGB摄像头中的标尺图像成像像素长度，并计算标尺物理长度除以标尺图像成像像素长度的值，从而得到图像像素距离与物理长度转换表；
步骤三：对运动物体进行追踪，若在测量区域没有出现运动物体，则继续对运动物体进行追踪，若运动物体接近测量区域，tof摄像头采集多组距离数据，并取其中方差最小的一组数据并求平均值，得到当前运动物体的实际距离数据，同时测量单位时间内运动物体在RGB摄像头中移动的像素长度，根据图像像素距离与物理长度转换表得到实际的物理移动距离，从而得到运动物体的移动速度。
优选地，步骤二中，测量期间保持定长标尺同tof摄像头法线处于同一平行于地的法平面上，且标尺平面垂直于法线方向。
一种基于tof技术的车辆测速***，包括tof摄像头、RGB摄像头以及图像识别模块，其采用上述测速方法进行测速。
本发明的有益效果是：本发明使用了图像跟踪的方式，能够自动跟踪运动物体，当达到测速条件时，自动测量速度，这种方式解决了单点自动测量的问题，不需要手动跟踪被测运动物体，且由于采用tof进行自动标尺变换，可以适应不同远近的运动物体测量，解决了常规视频监控下只能够计算固定深度的运动速度的问题。并且由于有图像识别功能，可以保存测速物体的及时图像信息。
附图说明
图1为本发明公开的一种基于tof技术的车辆测速方法流程示意图；
图2为本发明公开的采用定长标尺标定标定的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步详细描述，但本发明的实施方式不限于此。
tof(time of flight)技术能够通过定向发射光线并且接收其反射回的信号的消耗时间来判断物体与发射端的距离。这种方式可以定点获取得到被测量物体的距离数据。在图像领域，带有距离数据的图像信息也就是深度图像信息，如果使用单点tof模组，那么能够获取单点深度信息。对于图像跟踪领域来说，当物体表面凹凸和物体相距摄像头距离相比差值很大时，可以近似的认为物体表面都是光滑的都是返回相同的深度信息。这样可以认为在tof探测范围内获取的数据应该符合一个均值的分布，该均值就是检测到的被跟踪物体到摄像机距离。
实施例1：
参见图1，本发明公开的一种基于tof技术的车辆测速方法，通过tof测距技术动态获取垂直于tof摄像头法线前方物体的物理距离，通过物理距离和图像像素距离的转换获取到动态物体追踪的物体水平移动速度。
具体包括如下步骤:
步骤一：并排安装tof摄像头和RGB摄像头，并保持tof摄像头的法线方向和RGB摄像头的法线方向保持一致。
具体的，由于现阶段，tof摄像头的成像分辨率非常小，甚至是单点成像，因此这里使用单点成像的tof摄像头。其中tof摄像头的法线方向是指垂直于tof摄像头镜片所在平面的线。此外，实际物体由于在RGB摄像头中的景深而获取的实际像素距离是按照景深变化缩短的，这一变化是由于存在远小近大的现象，视野中由近到远的长方形在RGB摄像头中呈现为梯形。
步骤二：采用定长标尺在距离RGB摄像头不同远近的地方分别测量所述定长标尺在RGB摄像头中的标尺图像成像像素长度，并计算width(标尺物理长度)/pixel(标尺图像成像像素长度)的值，从而得到图像像素距离与物理长度转换表，测量期间保持定长标尺同tof摄像头法线处于同一平行于地的法平面上，且标尺平面垂直于法线方向。
具体的，标尺测量的密度越大，相对精度越高，对于在两个已经测量的距离之间的距离，可以按照近似梯形来进行几何运算就能够得到估算的width(标尺物理长度)/pixel(标尺图像成像像素长度)的值，如图2所示。在图像像素距离与物理长度转换表中可以计算出运动物体在距离RGB摄像头不同远近的情况下，运动物体每移动一个像素点分别对应实际物理移动距离。
步骤三：对运动物体进行追踪，若在测量区域没有出现运动物体，则继续对运动物体进行追踪，若运动物体接近测量区域，tof摄像头采集多组距离数据，并取其中方差最小的一组数据并求平均值，得到当前运动物体的实际距离数据，同时测量单位时间内运动物体在RGB摄像头中移动的像素长度，根据图像像素距离与物理长度转换表得到实际的物理移动距离，从而得到运动物体的移动速度。
实施例2，一种基于tof技术的车辆测速***，包括tof摄像头、RGB摄像头、图像识别模块，其采用实施例1所述的测速方法进行测速。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种基于tof技术的车辆测速方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：并排安装tof摄像头和RGB摄像头，并保持tof摄像头的法线方向和RGB摄像头的法线方向保持一致；
步骤二：采用定长标尺在距离RGB摄像头不同远近的地方分别测量所述定长标尺在RGB摄像头中的标尺图像成像像素长度，并计算标尺物理长度除以标尺图像成像像素长度的值，从而得到图像像素距离与物理长度转换表；
步骤三：对运动物体进行追踪，若在测量区域没有出现运动物体，则继续对运动物体进行追踪，若运动物体接近测量区域，tof摄像头采集多组距离数据，并取其中方差最小的一组数据并求平均值，得到当前运动物体的实际距离数据，同时测量单位时间内运动物体在RGB摄像头中移动的像素长度，根据图像像素距离与物理长度转换表得到实际的物理移动距离，从而得到运动物体的移动速度。
2.如权利要求1所述的基于tof技术的车辆测速方法，其特征在于：步骤二中，测量期间保持定长标尺同tof摄像头法线处于同一平行于地的法平面上，且标尺平面垂直于法线方向。
3.一种基于tof技术的车辆测速***，其特征在于包括tof摄像头、RGB摄像头以及图像识别模块，所述***采用权利要求1所述的测速方法进行测速。
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