高速公路多义性路径识别系统技术规范

基于视频的高速公路测速系统

董桂菊，徐杰

（东北农业大学电气与信息学院，哈尔滨150030）

摘要。文章介绍了基于视频的车辆测速管理系统，并提出了一种车辆的测速方法。车辆测速管理是智能交通系统（its）中的一个重要组成部分，它集牌照识别、测速检测、流量监控、费用收取等多项功能于一体，主要用于对高速公路超速违章车辆的监控。在车辆的测速原理中，指出从相邻视频帧图像中获取车辆的“像速度”，并间接获取车辆实际速度的方法。从而为高速公路测速管理系统的关键点提出了一种切实可行的解决办法。

关键词：高速公路；视频；测速管理系统；测速

中图分类号：文献标识码：a文章编号：

0引言

国家发展离不开道路建设，伴随着高速公路的大规模建设，车辆的超速现象也频繁发生。为了查处治理违规车辆，车辆的测速成为交管部门越来越重视的问题。而基于高速公路的智能管理，机动车辆的测速管理也是其中一个重要的组成

【1】

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1车辆测速技术简述

目前，智能交通系统中对车辆进行测速主要有线圈测速、激光测速、雷达测速、视频测速等几种方式。线圈测速一般采用埋设式，车辆通过线圈，会引起线圈磁场的变化，输出触发信号，因此可以在公路路面一定距离设置两个线圈，检测器通过检测车辆通过两个线圈的时间差计算出车辆的速度，但线圈在安装时必须直接埋入车道，使路面受损，并且在安装过程中会阻碍交通，线圈在地下也易受到冰冻、路基下沉等外界因素影响。当车流量过大时，检测精度也会大大降低。激光测速的工作原理建立在光波测距的基础上，利用多次测得的距离差与时间差的比，测得车辆的速度，与地感线圈有着类似的计算方式。

雷达测速的工作原理是利用多普勒效应，当发射方与接收方之间有相对径向运动时，接收到的信号频率就会放生变化，利用这种频移的特点计算车辆的行驶速度。但雷达测速系统和激光测速系统对于测量角度都有很高的要求，测速系统需正对车辆运动方向，测量偏差角要很小，有一定局限性。不带车牌识别的雷达测速系统对违章车辆处罚时由于缺少证据，所以不太实用。人们为解决这个问题，利用高速存储的数码相机采集车辆视频图像，对车牌进行识别，但此系统价格昂贵。此系统测速准确、速度快，可移动测速等方面优点，得到普遍应用，但成本较高，不能用于多车测速，抗电子干扰能力较弱。

视频测速系统原理是利用图像中车辆的二维位置以及预先测定的一系列参数从而确定车辆的实际三维位置，在一个固定时间间隔内拍摄两幅图像，就可以根据两幅图像得来的车辆的实际三维位置确定这个时间段内的位移，从而得出车辆的行驶速度。在此测速方法中，主要需解决的问题是从图像序列中获取车辆的位移，即找到两帧图像中车辆位置的匹配关系。其优点是系统结构简单、稳定性强、成本低，抗电子干扰，可用于移动和固定场合，不仅能够测速，而且能够利用视频对车辆进行监控。缺点是测速精度低，并且需预先对测速系统中参数（如摄像机到被测测量间的距离）进行测量。

由于视频处理的独特优势，在交通智能管理系统中已被广泛使用，并成为现代智能交通的发展方向和趋势。本文通过对图像序列中车尾位置识别，进行图像匹配，获得车辆在图像中移动的

像素差，把相机坐标转换为世界坐标，能够在实时环境下对车辆进行测速。

2视频测速管理系统介绍