基于虚拟视频技术的机动车视频测速仪模拟检测方法的研究

　　一、引言

　　机动车视频测速仪属于机动车超速自动监测系统的一种，用于公路测速的检测工作，目前没有较好的实验室检测方法，通常是参照JJG527-2007《机动车超速自动监测系统》检定规程中对测速仪现场检测的方法：在巡航定速车上安装非接触式测速仪， 对机动车视频测速仪进行实车检测。 但该检测手段存在以下不足：

　　(1)标准速度车的检测范围通常为(20～120)km/h，而一般的机动车视频测速仪的量程是(20～180)km/h，所以量程不能满足要求。(2)受标准速度车和道路条件的影响，对同一点不能重复测量，例如对100km/h，标准速度车每次测量的标准速度值可能是98km/h、103km/h或者101km/h， 难以实现重复性测量， 进行不确定度评估。

　　(3)现场检测受环境影响因素(如安全因素、雨雪雾等气候因素)较大，难以全面评估机动车视频测速仪的计量性能。 (4)缺乏必要的实验室模拟检测手段，雷达原理、 激光原理和地感线圈原理的测速仪实验室均实现了模拟检测手段。 以上原因限制了机动车视频测速仪检测技术的发展，因此新的检测方法亟待研究。

　　二、机动车视频测速仪原理

　　通过多路采集卡将测速及车牌摄像机的图像信号实时传送到计算机中，由计算机进行实时分析计算。依据背景差分中基于混合高斯分布模型的自适应背景消除算法对图像进行目标检测，当判别出真正的目标后，进行目标锁定并对锁定的目标依据区域匹配跟踪理论进行实时跟踪， 同时计算出车辆的精确位置并得出目标运动的矢量轨迹曲线图。 图像中车辆的位置都是可以准确定位的，而每幅图像的采集时间为40ms(以每秒25帧计算PAL制标准)不变，所以，可得出精确的位移差和时间差。

　　式中：V———汽车运动速度;Δs———汽车移动的距离;Δt———汽车移动的时间。

　　三、虚拟视频的数学算法

　　虚拟视频测速检测技术的基本思想是把速度标准车在1s内的移动轨迹按照时间的先后分解为24幅画面，然后把24幅画面连接成一段录像。按照机动车视频测速仪的测速原理，在3D环境下，模拟现实物理世界中的速度标准车和道路，按照分辨力为1024×768，播放速度为24帧/s，生成AVI格式的视频录像，对应特定的标准速度值，以完成机动车视频测速仪的模拟检测。核心技术部分包括测速场景的实体建模、 透视投影算法、参数设置和标准测速视频生成。

　　1.实体建模

　　利用3D MAX，按照标准速度车和道路的要求建立测速场景实体模型，比例尺按照1m:1(屏幕坐标)，路宽按照高速公路标准的3.75m设计。

　　建立模型之后，对模型进行加载，由于不能把实体模型放在程序中加载运行， 所以将实体模型转化为可读的3D模型的文件格式。 把这个模型转化为一个可读的矩阵形式，包括模型的几何尺寸、顶点位置、光照、渲染等参数。