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申请/专利权人：武汉微创光电股份有限公司

摘要：一种单目的侧角度成像的车辆尺度估计与速度估计方法，其步骤如下：S1，建立目标检测模型，对车辆目标、车轮、关键点、车道线进行检测；S2，进行目标跟踪，获取每辆车的跟踪序列以及车辆检测框和车辆分类结果；S3，计算车轮中心点“投射到”路面的坐标得到车轴信息并对车道线进行分割得到多个车道；S4，基于步骤S2中的同类目标的跟踪序列以及步骤S3中同类目标的车轴信息，对相应的目标进行自标定，获取该类目标的像素坐标系和实际坐标系的映射关系；S5，确定目标车辆，获取其跟踪序列、在不同位置的车轴信息、坐标信息，基于步骤S4中的映射关系，得到目标车辆最终长度估计值、车辆速度的估计值。本发明能够自动标定、减少了人工操作的复杂度。

主权项：1.一种单目的侧角度成像的车辆尺度估计与速度估计方法，其具体步骤如下：S1，建立目标检测模型，对车辆目标、车轮、关键点、车道线进行检测；S2，进行目标跟踪，获取每辆车的跟踪序列以及车辆检测框和车辆分类结果；S3，计算车轮中心点“投射到”路面的坐标得到车轴信息并对车道线进行分割得到多个车道；S4，基于步骤S2中的同类目标的跟踪序列以及步骤S3中同类目标的车轴信息，对相应的目标进行自标定，获取该类目标的像素坐标系和实际坐标系的映射关系；其中自标定的具体步骤如下：S41,坐标系设定，每条车道由于两条车道线限定,以“沿着于外侧车道线”的方向，为轴一；以“垂直于外侧车道线”的方向，为轴二；以“外侧车道线”与图像右边界的交点作为原点；相机坐标和实际空间坐标的映射公式如下： 其中L表示“相机焦点到实际测量点的距离”；Lreal代表“某点空间坐标下的实际长度”；L_pixel代表“此点拍照后的像素长度”；f代表“相机焦距”；cellSize代表“像元尺寸”；f和cellSize，为固定值；L的计算公式如下： 其中H0代表“相机焦点与轴一的垂直距离”，H1代表“测量点的轴二方向坐标值”，R0代表“相机焦点与轴二的垂直距离”，R1代表“测量点的轴一方向坐标值”；一旦相机固定安装后，H0和R0成为固定值；将公式2带入公式1，得到新表达式： 以Ratio表示，像素坐标到实际坐标的转换比例，由于公式3可以看出：Ratio＝fH1,R1公式4由于H0、R0、f、cellSize为固定值，Ratio可以表示为由H1和R1变量控制的函数；为了简化计算，将fH1,R1转化为平面函数，简化后的具体公式如下：Ratio＝a*H1+b*R1+c公式5其中，abc，为待求参数；S42，使用最小二乘法拟合，需要引入多组已知点集{H1_0,R1_0,Ratio_0,H1_1,R1_1,Ratio_1,......，H1_n,R1_n,Ratio_n}，简称拟合点集；每个点由于一个三元组构成，包括该点轴二方向像素坐标，该点轴一方向像素坐标，该点比例尺；S43,确定三元组，通过模型检测和后处理逻辑，可得到每个车辆目标轴心的像素坐标；根据公式3，可以得到实际轴距的表示式如下： 其中,Lreal轴距为车辆实际轴距；Lpixel轴距为车辆的像素轴距；dx为为微分单元；对公式7进行近似计算： 由于公式7和公式8，非常接近，误差可以忽略，因此后续对公式8进行分解，其中得到三元组的计算公式： 其中，H1，R1，Lpixel轴距-----等像素级的坐标据可以基于模型输出+后处理，计算得到；Lreal轴距2500mm；S44，根据步骤S43的三原组计算法方式，基于标定参照的200组轿车的跟踪序列，计算出多个三元组，从而得到步骤S42的拟合点集；S45,进行拟合，a.第一次拟合，基于所有三元组，拟合平面，计算得到一组a，b，c；假设标定完后的参数为a，b，c＝a1，b1，c1；将上述结构带入公式5；得到：Ratio＝a1*H1+b1*R1+c1公式11b.剔除偏差较大的三元组基于公式11和公式9；计算偏差为: 其中pia代表，经公式11计算的比例尺，与公式9中的比例尺的偏差；基于公式12计算得到的所有三元组偏差；对偏差最大的前20％数量的三元组，予以删除；保留80％的三元组；c.第二次拟合，对b中剩余三元组，拟合平面，计算得到一组a，b，c；假设标定完后的参数为a，b，c＝a2，b2，c2；将上述结构带入公式5；得到：Ratio＝a2*H1+b2*R1+c2公式13至此，自标定完毕；S5，确定目标车辆，获取其跟踪序列、在不同位置的车轴信息、坐标信息，基于步骤S4中的映射关系，得到目标车辆最终长度估计值、车辆速度的估计值。

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