TWI759931B

TWI759931B - 高速攝影測速系統

Info

Publication number: TWI759931B
Application number: TW109137879A
Authority: TW
Inventors: 廖珗洲; 林子怡
Original assignee: 朝陽科技大學
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2022-04-01
Also published as: TW202217319A

Abstract

本發明所提供之高速攝影測速系統乃係將一第一攝影機設置於道路之上方，而得以一第一取像鏡頭對位於下方之目標車道進行至少120 幀/秒之影像拍攝，以於有限的可視範圍內對在該目標車道中行進之一目標車輛取得多數之影像，並於該可視範圍內在該車道之長度範圍內，定義出一起點位置訊息與一終點位置訊息，以及該目標車道介於該起點位置與該終點位置間之目標長度，再以該第一攝影機對該目標車輛取得多數之影像，並計算該目標車輛自該起點位置移動該終點位置之時間長度，據此，即得以該目標長度與該時間長度計算該目標車輛之移動速度。

Description

高速攝影測速系統

本發明係與物體移動速度之偵測技術有關，特別是關於一種高速攝影測速系統。

由於車輛的行車速率與交通事故的發生率之間所具有的正向關聯，對於在法規速限下的車行速度，自可合理期待其相對之安全性，因此，為了促使用路人在法規速限下的安全速度進行車輛行駛，透過固定式或活動式測速照相進行超速違規取締之行政行為，確實存在著一定程度的遏止效果，可以促使駕駛人員維持其車行在法規速限之內。

而在測速照相技術中，用以對行駛中之車輛進行速度測量者，一般係採用雷達感測回波訊號，據以計算出目標物之移動速度後，輔以照相作為證據保全之手段；亦有藉由區間照相之技術手段，將兩照相機設置在相隔固定距離的不同地理位置上，再經由車輛行經是二照相機之時間差，計算出該車輛在該區間路段中的車行速度，惟由於區間照相所使用的不同照相機，在時間同步的準確程度，尚難以達到可作為行政行為之證據使用，致使區間照相之物體移動速度偵測技術，無法被作為車輛超速的證據保全手段。

因此，本發明之主要目的即係在提供一種高速攝影測速系統，其係由單一攝影機進行可視範圍內之車輛行進速度量測計算，以確保所獲得之時間長度資訊之正確性。

緣是，為達成上述目的，本發明所提供之高速攝影測速系統乃係將一第一攝影機設置於道路之上方，而得以一第一取像鏡頭對位於下方之目標車道進行至少120幀/秒之影像拍攝，以於有限的可視範圍內對在該目標車道中行進之一目標車輛取得多數之影像，並於該可視範圍內在該車道之長度範圍內，定義出一起點位置訊息與一終點位置訊息，以及該目標車道介於該起點位置與該終點位置間之目標長度，再以該第一攝影機對該目標車輛取得多數之影像，並計算該目標車輛自該起點位置移動該終點位置之時間長度，據此，即得以該目標長度與該時間長度計算該目標車輛之移動速度。

進一步地，為達到證據保全之目的，該高速攝影測速系統係更包含有一得以一第二取像鏡頭取得該目標車輛足供辨識車牌資訊之第二攝影機。

而為定義該目標車輛於該第一攝影機及該第二攝影機各自影像間之關聯性，係將該目標車輛分別進入該第一取像鏡頭與進入該第二取像鏡頭間之時間差，定義該目標車輛於該第一攝影機及該第二攝影機之時間/位置關聯，以建立該第一攝影機與該第二攝影機關於該目標車輛之影像關聯，俾便於在對目標車輛進行標記時，得以同步地就該第一攝影機與該第二攝影機中之影像為之。

其中，為避免車牌辨識上之困難，係可使該第二攝影機之影像拍攝速度為至少120幀/秒。

(10):高速攝影測速系統

(20,cam1):第一攝影機

(21):可視範圍

(30,cam2):第二攝影機

(40):計算裝置

(50):承載單元

(60):道路

(61):目標車道

(611):起點位置

(612):終點位置

(L1):車道線長度

(L2):車道線間距離

(L3):目標長度

圖1係本發明一較佳實施例之平面示意圖。

圖2係本發明一較佳實施例配置於道路交通號誌之示意圖。

圖3係本發明一較佳實施例中第一攝影機可視範圍之影像示意圖。

圖4係本發明一較佳實施例之流程圖。

首先，請參閱圖1、圖2及圖3所示，在本發明一較佳實施例中所提供之高速攝影測速系統(10)，其主要乃係包含一第一攝影機(20)、一第二攝影機(30)及一計算裝置(40)，係藉由一適當之承載單元(50)、例如框架或盒體等習知之承載技術，予以整合成為單一模組，俾便於進行如圖2所示般利用既有之道路交通號誌進行配置安裝，其中：

該第一攝影機(20)係位於一道路(60)之上方，並使自身之第一取像鏡頭(圖上未示)之可視範圍(21,Field of View,FOV)涵蓋該道路(60)上之目標車道(61)，該目標車道(61)之數量係可為單一亦可為複數，端視道路之狀態與所擬進行測速之範圍而定，如圖3所示者即為在該可視範圍(21)內涵蓋複數之目標車道(61)者。

該第二攝影機(30)亦位於該道路(60)之上方，但不同於該第一攝影機(20)使該第一取像鏡頭朝向正下方之配置方式，該第二攝影機(30)之第二取像鏡頭係與該目標車道之道路平面間相隔有一銳角角度，俾利於該第二攝影機(30)以該第二取像鏡頭取得在該目標車道上行駛的車輛之車牌資訊。

該計算裝置(40)則與該第一攝影機(20)及該第二攝影機(30)間具有資訊交換之能力，例如透過纜線或無線進行資料之傳輸，俾得藉由該計算裝置(40)處理該第一攝影機(20)與該第二攝影機(30)所攝得之影像資訊等。

續請參閱圖3及圖4所示，藉由上述裝置，該高速攝影測速系統(10)於實施時，係以該第一攝影機(20,cam1)進行車輛之測速，並以該第二攝影機(30,cam2)進行車輛車牌之拍攝，其具體之步驟則如下所述：

就各該目標車道(61)在該第一取像鏡頭之可視範圍內，以該計算裝置(40)分別就各該目標車道(61)各自定義出一起點位置(611)資訊與一終點位置(612)資訊，並基於一例如將車道線作為參考物時，車道線本身之物理長度(L1)或車道兩側車道線間距離(L2)之物理長度，計算其於該第一取像鏡頭可視範圍內之對應像素，再計算出介於該起點位置與該終點位置間的目標長度(L3)之物理長度。

依據受測之目標車輛進入該第一攝影機(20)之第一取像鏡頭的可視範圍、以及進入該第二攝影機(30)之第二取像鏡頭的可視範圍、兩者之時間差，建立該目標車輛在該第一攝影機(20)與該第二攝影機(30)之時間/位置關聯，以定義該第一攝影機(20)與該第二攝影機(30)所拍攝之車輛影像間的關聯性。

依據該第一攝影機(20)對該目標車輛於該目標車道中行駛時所拍攝之影像，以該計算裝置(40)計算出該目標車輛自該起點位置(611)移動至該終點位置(612)之時間長度，再以該時間長度與該目標長度，計算出該目標車輛當下之移動速度，當移動速度逾預設之速限速度時，即以該計算裝置(40)對該目標車輛由該第一攝影機(20)與該第二攝影機(30)所取得之影像進行同步之標記，藉以達成本發明之目的。

除上述外，尚應加以提出並加以說明者係：

為提高測速之準確性，關於該目標長度之定義並不以預先定義為必要，其除可如圖3所示般，將該可視範圍(21)整個影像可提供的邊際處，分別設定作為該起點位置與該終點位置外，亦可在獲取關於該目標車輛之影像後，在具有時間差之不同影像間，以參考物為基準，因應該目標車輛在不同影像間之相異地理位置，自動地分析定義出其該起點位置資訊與該終點位置資訊、以及該目標長度，例如將該目標車輛在前一張影像中的地理位置定義為該起點位置、再將該目標車輛在後一張影像中的地理位置定義為該終點位置，換言之，即係使該目標長度在不同的目標車輛測量中是可以變動的，並無加以固定為定值之必要。亦即在上述的步驟說明中，其說明之先後順序並不代表其步驟實施上先後順序之必須性。

再者，本發明在實施於目標車道為複數之情況時，在採用如前段所敘非固定目標長度之手段時，則可藉由該計算裝置(40)就多數目標車道之個別，分別定義其目標長度、並分別計算個別車輛之行進速度、以及分別定義個別車輛在不同攝影機間的關聯，據此，該高速攝影測速系統即可進行多車道車輛之測速照相，以發揮其最大之效益。

另外，為確保車輛高速通過有限可視範圍內的影像清晰程度，該第一攝影機及/或該第二攝影機係以具備可進行高速攝影之能力者為適，例如可進行至少120幀/秒以上之影像拍攝速度者。另一方面，亦可採用具備前述高速攝影速度之PTZ(Pan-Tilt-Zoom)攝影機作為該第一攝影機及/或該第二攝影機，以提供彈性調整之能力。再一方面，由於該第一攝影機之可視範圍有限，因此，在同一時間下，單一車道或多數車道之個別，均僅會出現單一車輛，而可避免在同一車道中出現前後不同車輛下所需進行之額外辨識程序，可減少該計算裝置之工作負荷。