CN203365452U

CN203365452U - 基于双目立体视觉的车速检测系统

Info

Publication number: CN203365452U
Application number: CN 201320236047
Authority: CN
Inventors: 朱明凌; 李子印; 鲁玉红
Original assignee: China Jiliang University
Current assignee: China Jiliang University
Priority date: 2013-05-02
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2023-05-02

Abstract

本实用新型公开了一种基于双目立体视觉的车速检测系统，包括红外探测装置、双目CCD摄像机、道路托架、DSP以及显示屏。当红外探测装置探测到道路车辆经过时，将产生的脉冲信号输入DSP，DSP控制双目CCD摄像机采集车辆图像，同时在DSP中设置有定时器，待延时一定时间再次触发双目CCD摄像机进行车辆图像采集，将两次采集到的图像均返回至DSP进行图像的后续处理，根据基于双目立体视觉目标距离计算算法程序的编写，计算得到两次成像中车辆距离双目CCD摄像机中央的距离，再根据两次图像采集的时延便可求出车辆行进的速度，最后通过显示屏显示。本实用新型具有结构简单、测量精度高、质量可靠等优点，适用于车速的检测分析。

Description

基于双目立体视觉的车速检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种关于车速的检测系统，尤其涉及一种基于双目立体视觉的车速检测系统，属于智能交通领域的范畴。

背景技术

车辆的运行速度测量是智能交通领域的应用热点之一，它不仅涉及到道路交通的管理、统计，还牵扯到交通事故后的责任认定问题。在即时测速方面，目前的测速方法主要采用硬件装置，如地感线圈测速，在间隔一定距离的路面下埋设地感线圈，利用己知距离和车辆经过的时间计算车速；又如激光雷达测速，利用激光反射的时间差计算目标距离，再由此计算得出车辆运动速度。无论是地感线圈还是雷达，由于其测速原理的限制，监控的往往只是一个相对固定且范围较小的区域，又由于硬件设施的价格较高，实际中这些设施也往往只安装在主要路口、高速卡口等重点位置；然而，对于绵延广阔的交通网络以及复杂的交通路况而言，这显然是不够的。

发明内容

为了解决上述现有的技术问题，本实用新型的目的在于设计一种基于双目立体视觉的车速检测系统，其特点是结构简单、测速精度高、能快速直接显示车辆速度。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于双目立体视觉的车速检测系统，其主体结构包括红外探测装置、双目CCD摄像机、道路托架、DSP以及显示屏。所述的红外探测装置包括红外发射装置和红外接收装置，分别放置于行车道路两侧；所述的双目CCD摄像机由两台独立的CCD摄像机组成，间隔一定距离，斜置于道路托架之上；所述的DSP为系统主处理器，分别连接有红外探测装置和双目CCD摄像机，DSP根据获取的双目视觉图像进行车速计算并控制显示屏的输出。

所述的红外探测装置为主动式红外探测装置，其放置位置距离摄像机水平距离为100m～150m，其红外发射装置与红外接收装置之间的距离一般视车道宽度而定，为5m～10m。

所述的CCD为面阵CCD，其可以在一个时刻对一个较大的场景进行图像信号采集。

所述的构成双目CCD摄像机的两台独立CCD摄像机之间的距离为5cm～10cm。

所述的DSP是型号为TMS320DM642的DSP芯片，该芯片采用具有先进超长指令字veloci T1.2结构的DSP核及增强的并行机制，具有足够快的运行速度，可达5760MI／s，同时它具有阵列处理器的数字处理能力。

所述的显示屏使用的是LED点阵图文大屏幕。

本实用新型的有益效果是：

1.采用面阵CCD摄像机，对被测车辆图像精确采集；

2.采用高速DSP芯片，运行速度快；

3.采用LED点阵图文大屏幕显示，由DSP运算，直接控制显示车速。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的系统结构示意图；

图2为本实用新型的车速检测流程图；

图3为本实用新型的数学模型图；

图4为本实用新型双目成像示意图；

其中：

(1)-红外发射装置；(2)-红外接收装置；(3)-双目CCD摄像机；(4)-道路托架；(5)-显示屏。

A-双目CCD摄像机中央位置；B-车辆经过红外探测装置时的位置；C-时延后车辆位置；D-双目CCD摄像机垂直投影位置；V-车辆速度；Δt-图像采集时延时间；L-A与B之间的距离；X-A与C之间的距离；S-B与D之间的距离；H-A与D之间的距离。

具体实施方式

以下结合本实用新型的结构原理和实施例作详细说明：

图1中，基于双目立体视觉的车速检测系统结构图，其主体结构包括红外发射装置(1)、红外接收装置(2)、双目CCD摄像机(3)、道路托架(4)、DSP、显示屏(5)。红外探测装置包括红外发射装置(1)和红外接收装置(2)，分别放置于行车道路两侧，红外探测装置连接DSP，DSP之后连接两个斜置于道路托架(4)上的CCD摄像机(3)，DSP控制CCD摄像机(3)采集车辆图像，同时也控制显示屏(5)显示输出。

图2中，基于双目立体视觉的车速检测流程图，包括红外探测装置(1)(2)、双目CCD摄像机(3)、DSP以及显示屏(5)。当红外探测装置(1)(2)探测到道路中车辆经过时，将产生的脉冲信号输入DSP，DSP控制双目CCD摄像机(3)采集车辆图像，同时在DSP中设置有定时器，待延时一定时间再次触发双目CCD摄像机(3)进行车辆图像采集，将两次采集到的图像均返回至DSP进行图像数据的后续处理，在DSP时钟电路和逻辑电路的驱动下，通过对两次采集得到的图像进行预处理、存储、3D理解，根据基于双目立体视觉目标距离计算算法程序的编写，计算得到两次图像中车辆距离双目CCD摄像机(3)中央的距离，由此再根据两次图像采集的时延以及图3中的数学模型便可求出车辆行进的速度，最后通过显示屏(5)显示输出车辆速度以及其他信息。

图3中，基于双目立体视觉的车速检测数学模型图，系统装置安装之前即可确定BD及AD的距离长度，记为S和H，系统装置开始工作后，根据基于双目立体视觉的目标距离计算算法可以计算得到AB及AC的距离长度分别为L和X，由于时延时间Δt已经设定，根据平面解析几何关系可轻易求取速度值V。

所述的双目CCD摄像机是仿生学发展的产物，它根据人眼视觉感知的机理将两个摄像机间隔一定距离平行放置，在同一时刻对一定区域进行图像采集，这样所采集到得两幅图像包含了丰富的三维空间信息。

所述的基于双目立体视觉目标距离计算算法是基于图像空间3D理解测量距离的方法，这种方法适用于对空间目标的检测，特别是对空间物体的距离计算，用汇编语言实现相对简单，其基本原理为：

模拟人类利用双目线索感知目标距离的模式，采用三角测量的方法，即是，运用两个摄像机对同一物点从不同位置成像，从图像视差获取目标的三维信息，进而测量摄像头与目标间的距离。

本实用新型的双目成像示意图如图4所示，空间点P_w在从不同位置C₁和C₂所获取的两幅图像上的投影点分别为P₁和P₂。可以从实际系统的构建中得到两幅图像的投影变换矩阵，再根据照相机成像的线性理论，通过两者的联合计算可以分别获得图4中过直线O₁P₁和直线O₂P₂的空间直线方程，由于空间点P_w为以上两直线的唯一交点，所以联立两组空间直线方程即可求出空间点P_w的唯一三维坐标，由此便可通过两幅图像得到拍摄现场的三维信息，进而根据空间立体几何可计算出场景中任意点距双目摄像机中央的距离。

Claims

1.一种基于双目立体视觉的车速检测系统，其特征在于：其主体结构包括红外探测装置、双目CCD摄像机、道路托架、DSP以及显示屏；其中，所述的红外探测装置包括红外发射装置和红外接收装置，分别放置于行车道路两侧；所述的双目CCD摄像机由两台独立的CCD摄像机组成，间隔一定距离，斜置于道路托架之上；所述的DSP为系统主处理器，分别连接有红外探测装置和双目CCD摄像机，DSP根据获取的双目视觉图像进行车速计算并控制显示屏的输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于双目立体视觉的车速检测系统，其特征在于：所述的红外探测装置为主动式红外探测装置，其放置位置距离摄像机水平距离为100m～150m，其红外发射装置与红外接收装置之间的距离范围为5m～10m。

3.根据权利要求1所述的一种基于双目立体视觉的车速检测系统，其特征在于：所述的CCD为面阵CCD。

4.根据权利要求1所述的一种基于双目立体视觉的车速检测系统，其特征在于：所述的构成双目CCD摄像机的两台独立CCD摄像机之间的距离为5cm～10cm，且平行放置。

5.根据权利要求1所述的一种基于双目立体视觉的车速检测系统，其特征在于：所述的DSP为TI公司推出的型号为TMS320DM642的DSP芯片。

6.根据权利要求1所述的一种基于双目立体视觉的车速检测系统，其特征在于：所述的显示屏为LED点阵图文大屏幕。