机动车视频测速系统及主要问题分析

　　1 引 言

　　随着我国国民经济的飞速发展, 我国已建成高速公路逾 20000km, 已经跃居世界第二, 仅次于美国。与不断增长的里程相比, 我国对高速公路的管理却相对落后, 加之机动车驾驶人员缺乏交通安全意识, 以致机动车超速违章现象越来越突出。有关数字表明, 超速违章已成为我国高速公路交通事故的主要隐患。为了遏制这种不良态势和延长高速公路使用寿命, 对高速行驶的汽车的速度进行适当的限制就显得十分必要[1]。因此, 如何才能在已有的条件下, 精确的测出高速行驶中的汽车速度, 并能对超速违章车辆进行布控的问题就摆在我们面前。目前, 各种非接触式汽车布控测速系统的工作方法有雷达测速, 地感测速, 激光测速等。雷达测速安装方便, 角度补偿合适时测速误差很小, 但是价格昂贵且微波对人身体有害也容易被电子狗反侦测; 地感测速价格便宜, 没有角度问题, 但对路面有损伤且点位过于固定; 激光测速精度高但数据重复性相当不好。然而视频测速系统具有价格便宜, 全天候工作无辐射等优点。目前采用的目标锁定跟踪算法配合高帧数的摄像头可以有效地将测速误差控制在合理范围以内。

　　2 机动车视频测速原理

　　在测速领域, 所有的测速设备或者装置都是依靠下式来实现的:

　　但在大多数情况下, 可以方便地获得 Δt 和 Δd中某一个变量的值, 而利用其他手段测量或计算出另一个变量的值[2]。在视频测速中, 通过视频信号的固定帧间时间可直接得到 Δt, 而通过其他的方法间接地计算出 Δd, 此时并不是采用方程式( 1) 进行速度的计算, 而是采用下式:

　　其中, (f _s) 是一个单映射函数( 通常也是递增或递减函数) , s 值表示位置, 是一个在实际应用系统中比较容易获得的值。假定预先知道函数f( s) 的表达式, 则通过f( s) , 如图1, 可以由s₁和s₀计算得到d₁和d₀两个变量的值, 相减即可得到Δd, 而实际测量中又能直接获得t₁和t₀的值, 从而可以由式( 2) 计算出v 值。

　　3 总体系统设计

　　视频测速系统应该包括现场的监测/识别前端子系统和信息中心子系统等组成。系统上电后, 程序自动加载运行[3]。首先将多路摄像机的视频信号实时传送到计算机, 由计算机图像采集卡进行数据采集, 将采集到的图像信号进行实时数字处理。应用航天多目标识别与跟踪技术, 对所有图像进行实时监测, 当目标车辆一出现, 则将其锁定并对锁定的目标进行实时跟踪处理。通过目标运动的矢量图, 算出其运动曲线, 得出此车辆的运动状态与运动速度, 如图2 所示软件工作流程图。如果目标( 车辆) 运动的轨迹具备已设定的违法条件, 或超出了限定速度, 则将其定义为车辆违法。同时对该目标的车牌图像进行车牌照号码识别, 将该车辆图像及相关数据存盘。