专利名称：动态物辨识系统的制作方法
技术领域：
本发明关于一种动态物辨识系统，尤指一种以摄影机取得纯影像文件来判断该 物的身型或速度等的辨识系统。
背景技术：
在公路上对行进的车辆作车型、车速及车牌的辨识系统，多具有一组图像拍摄 装置及一雷达测速装置所构成。图像拍摄装置至少具备了一照像机及一闪光灯，在 雷达测速装置侦测到车辆超速时，会控制图像拍摄装置启动以取得超速车辆照片资 料。
此一传统辨识系统在使用时，由于电达测速装置要发射一光束至车辆上，例如 雷射或红外线等，然后才可测得车辆是否超速。这使得车辆上可装置一侦测机器事 先通知驾驶，以躲避超速；这一现像使得辨识系统防止超速的效果大打折扣。
有时，图像拍摄装置在拍摄时必需使用闪光灯，这突来的闪光有时会造成驾驶 的惊吓，反而造成交通事故。因此，传统的辨识系统实有待改善。
由于MJPEG (Motion JPEG)技术提供，它是一种基于静态图像压縮技术 JPEG (Joint Photographic Experts Group)演变而成的动态图像压縮技术。MJPEG 能生成序列化的运动图像，过程中不考虑视讯流内不同画面之间的变化，只单独针 对各画面进行压縮，此种压縮方式非常适合静态画面，解析度可从352X240、 704X480到1280x1024。因此，自摄影机取得的连续多帧文件，每一帧文件所揭示 影像都将是清晰可辨识的。而本发明将利用此一技术以改善车辆辨识系统。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种动态物辨识系统，利用一摄影机在该动态物行经 路径上设定一段摄影范围，在该动态物进入该摄影范围时， 一侦测装置控制该摄影 机拍摄连续影像文件，经由一卫星定位系统(GPS)，取得每一文件的经纬度数据 及时间数据，以成为每一文件的名称。每一文件经由一套格装置先将每一影像文件 套上虚拟格线，而该虚拟格线是以路径上固定标记物长度或其他固定物长度为参考 而设置。 一身型比对装置将摄影机取得的动态物的全身影像文件，利用影像比对方 式，判读出该动态物的身型。 一速度计算装置将所拍摄的至少两帧以上文件相比对
出距离差及时间差，以计算出该动态物的速度。
本发明由于以纯影像来判断动态物的身型及速度，例如应用在火车、公路上行 进车辆及航行船舰的判视上，只需在行经路径上适当位置架设摄影机即可，不会改
变路径上的环境及周边设备。尤其，应用在车辆时，不需要闪光灯及发出光束讯号， 即可辨识车型及车速，以减少驾驶受惊而发生意外的机会，且使得车辆内无法侦测
到该辨识系统。
本发明依据此技术，也可将身型辨识及速度辨识分成独立的两个独立系统，来 分别辨识身型及速度。
以下，将依据图面所示的实施例而详加说明本发明系统特点及功效。
图l:是本发明的系统架构图，
图2:是本发明应于公路上动态车辆辨识系统的架构图，
图3:是本发明摄影机装置于公路上及设定摄影范围的实作示意图，
图4:是本发明套线装置在文件套上虚拟格线的示意图，
图5:是本发明的动态物身型辨识系统架构图，
图6:是本发明应用于公路上车辆车型辨识系统的摄影机装置于公路上及设定 摄影范围的实作示意图，
图7:是本发明的动态物速度辨识系统架构图，
图8:是本发明应用于公路上车辆车速辨识系统的摄影机装置于公路上及设定 摄影范围的实作示意图。
具体实施例方式
请参见图1，本发明所提供的动态物辨识系统，该动态物可以是火车、车辆或 船舰等；本发明主要在动态物行经的路径上适当位置架设了至少一摄影机，该摄影 机设定一段摄影范围L，该摄影范围L至少可拍摄动态物的全身长度及一段行进长 度，以取得连续多帧高解析度的影像文件，例如以MJPEG技术拍摄。 一侦测装置在侦测到动态物进入摄影范围时控制摄影机开始拍摄。 一卫星定位系统(GPS)用来取得每一拍摄文件的经纬度数据及时间数据，以 成为每一文件的名称。其中时间数据单位可取至微秒。
一身型资料库则依据摄影机拍摄角度而建立的各种身型资料库。 一套格装置则先将摄影机取得的每一帧动态物影像文件套上虚拟格线，而该虚 拟格线是以路径上固定标记物长度或其他固定物长度为参考而设置。
一身型比对装置系将摄影机取得的一帧动态物全身影像文件，利用影像比对方式，经与身型资料库比对，判读出该动态物的身型。
一速度计算装置将所拍摄的至少两帧以上文件相比对出距离差及时间差，以计 算出该动态物的速度。
其中身型资料库、套格装置、身型比对装置及速度计算装置系可被设置于一后 端伺服器中，而摄影机所拍摄的文件资料可经由有线或无线传输方式送至该后端伺 服器，以进行辨识。
在图2中，为本发明应用于公路上动态车辆的辨识系统的一种实施例，其架构 包括了第一摄影机、第二摄影机、 一侦测装置、 一卫星定位系统(GPS)、 一套线 装置、 一车型资料库、 一车型比对装置及一车速计算装置。
配合图3，本发明的第一及第二摄影机1及2以一架体3被架设于公路4适当 位置，例如高度Hl为5 m，以MJPEG影像格式拍摄行进的车辆5影像；公路4上 有车道分隔虚线6 。
第一摄影机1相对于公路4上设定一段至少超过最大车辆长度以上及行进一 段路程的第一摄影范围Ll，例如20 m，以取得经过该第一摄影范围Ll内的车辆5 影像的文件。
而第二摄影机2设定一段第二摄影范围L2，例如6m，该第二摄影范围L2自 第一摄影范围Ll前缘向后设定至经过车辆至少被第一摄影机拍摄后的位置，以取 得经过该第二摄影范围内的车辆影像的文件。
侦测装置为控制用，当车辆全身进入第一摄影范围Ll后起动第一摄影机1拍 摄车辆影像，且当车辆进入第二摄影范围L2后起动第二摄影机2拍摄车辆影像。
卫星定位系统(GPS)用来取得每一拍摄文件的经纬度数据及时间数据，以成 为每一文件的名称；例如GPS位置东经52度3分4秒，北纬38度7分6秒，时间 2007年7月1日13时24分16秒点303微秒，则文件名为 52343876070701132416303. jpg。
车型资料库则依据第一摄影机1拍摄角度而建立的各种车型资料库。
套格装置则先将第一及第二摄影机取得的每一帧车辆影像文件套上虚拟格线， 如图4所示，而该虚拟格线是以公路上固定标记物长度为参考而设置，或者其他另 行增加可供参考固定物长度而设置，例如车道分隔虚线6，或者另行以一已知长度 的尺标为参考而设置。
车型比对装置将第一摄影机1取得的车辆影像文件，利用影像比对方式，经与 车型资料库比对，判读出该车辆的车型。而车速计算装置，将第二摄影范围L2中 取得的文件与第一摄影范围L1中取得的文件比对，计算出该车辆的车速。
其中车型资料库、套格装置、车型比对装置及车速计算装置可被设置于一后端 伺服器中，而第一及第二摄影机所拍摄的文件资料可经由有线或无线传输方式送至该后端伺服器，以进行车辆辨识。
以一较佳实施方式说明，此实施例中第一摄影机的摄影范围为20公尺，拍摄 速度为30fraraes/秒，解析度为HalfDl，而第二摄影机的摄影范围为6公尺，拍 摄速度为30frames/秒，解析度为HalfDl。第一摄影机拍摄的文件套上虚拟横格 线间隔为20 cm，共100条；第二摄影机拍摄的文件套上虚拟横格线间隔为10 cm， 共60条。经比对后，即可精确计算出车速，及比对出车型。
由于第一及第二摄影机每秒拍设30帧(frames)，以MJPEG技术特性，有车 辆经过时为每帧间隔0.033秒，没车辆经过时，第一及第二摄影机不会回送影像图 片文件。
如以车辆的车速为300公里/小时，车辆每0. 033秒前进距离为2. 78 m。而 第二摄影机的第二摄影范围L2为6 m，仍远大于2. 78 m。所以在此较佳实施方式 下，即使行进车辆的车速为300公里/小时，仍可被本发明辨识系统辨识出车速。
本发明由于以纯影像来判断公路上行进车辆的车型及车速，只需在公路上适当 位置架设摄影机即可，不会改变公路上的环境及周边设备，夜间则另辅以红外线照 明设备投注在目标区补足全天候camera的红外线光源即可。尤其，不需要闪光灯， 以减少驾驶受惊而发生意外的机会。
进者，本发明在辨识行进车辆的车速时，不需发出雷射或红外线等光束信号， 使得车辆内无法侦测到该辨识系统。且本发明依据设定改变，将可达到辨识到车辆 极高的速度，极为实用。
在以上利用纯影像来判断动态物的身型及速度的方法，也可分别应用于一动态 物身型辨识系统(如图5所示)及一动态物速度辨识系统(如图7所示)。
参见图5，为一种动态物身型辨识系统，具有一摄影机拍摄MJPEG影像格式的 文件，被设置于行经路径上适当位置，相对于该行经路径上设定一段至少超过动态 物全身长度的摄影范围，以取得经过该摄影范围内的动态物影像的文件。而其他侦 测装置、卫星定位系统、套格装置、身型资料库及身型比对装置等，则与前述相同。 如此，以构成一独立的动态物身型辨识系统。
而图6为该系统应用在公路上动态车辆车型辨识的实际配置图，在公路4上适 当位置设置摄影机l 1，该摄影机l l设定了一段摄影范围L3，以拍摄经过的车 辆；进而依据本发明文件的提供名称、套格、比对等，而可辨识车辆的车型。
参见图7，为一种动态物速度辨识系统，具有一摄影机拍摄MJPEG影像格式的 文件，被设置于行经路径上适当位置，设定一段摄影范围，该摄影范围至少可取得 两帧以上经过该摄影范围内的动态物影像的文件。而其他侦测装置、卫星定位系统、 套格装置及速度计算装置等，则与前述相同。如此，以构成一独立的动态物速度辨 识系统。
图8为该系统应用在公路上动态车辆车速辨识的实际配置图，在公路4上适当 位置设置摄影机2 1，该摄影机2 1设定了一段摄影范围L4，以拍摄经过的车辆;
进而依据本发明文件提供名称、套格、速度计算等，而可辨识车辆的车速。
显然地，本发明并不以实施方式中所例实施例为限，其他依据本发明技术思想 以纯影像来判断行进车辆的各种可能的资料，如为等效的简易变化，例如摄影机以 其他高解晰度影像格式拍摄，或摄影机以一架或两架以上等，仍属本案专利保护范 围之中。
权利要求
1.一种动态物辨识系统，包括至少一摄影机，该摄影机设定一段摄影范围，该摄影范围至少可拍摄动态物的全身长度及一段行进长度，以取得连续多帧高解析度的影像文件；一侦测装置，在侦测到动态物进入上述摄影范围时控制上述摄影机开始拍摄；一卫星定位系统(GPS)，取得每一拍摄影像文件的经纬度数据及时间数据，以成为每一文件的名称；一身型资料库，依据上述摄影机拍摄角度而建立的各种该动态物的身型资料库；一套格装置，将取得的每一帧动态物影像文件套上虚拟格线，而该虚拟格线是以路径上固定标记物长度或其他固定物长度为参考而设置；一身型比对装置，将上述摄影机取得的一帧动态物全身影像文件，利用影像比对方式，经与身型资料库比对，判读出该动态物的身型；及一速度计算装置，将所拍摄的至少两帧以上文件相比对出距离差及时间差，以计算出该动态物的速度。
2. 依据权利要求1所述的动态物辨识系统，其特征在于，身型资料库、套格 装置、身型比对装置及速度计算装置被设置于一后端伺服器中，而摄影机所拍摄的 文件资料经由有线或无线传输方式送至该后端伺服器，以进行辨识。
3. 依据权利要求1所述的动态物辨识系统，其特征在于，摄影机以MJPEG影 像格式拍摄。
4 .依据权利要求1所述的动态物辨识系统，其特征在于，时间数据单位取至 微秒。
5.依据权利要求1所述的动态物辨识系统，其特征在于，动态物为火车。
6 .依据权利要求1所述的动态物辨识系统，其特征在于，动态物为公路车辆。
7. 依据权利要求1所述的动态物辨识系统，其特征在于，动态物为船舰。
8. —种动态物身型辨识系统，包括一摄影机，被设置于行经路径上适当位置，相对于该路行上设定一段至少超过 动态物全身长度(或部分具特征长度)以上的摄影范围，以取得经过该摄影范围内的 动态物影像的文件；一侦测装置，当动态物全身进入摄影范围后控制上述摄影机拍摄影像； 一卫星定位系统(GPS),取得每一上述文件的经纬度数据及时间数据，以成 为每一上述文件的名称； 一身型资料库，依据上述摄影机拍摄角度而建立的各种动态物身型资料库； 一套格装置，将上述摄影机取得的动态物影像文件套上虚拟格线，而该虚拟横线是以路径上固定标记物长度或其他固定物长度为参考而设置；及一车型比对装置，将上述摄影机取得的动态物影像文件，利用影像比对方式，判读出身型。
9.依据权利要求8所述的动态物身型辨识系统，其特征在于，身型资料库、 套格装置及身型比对装置系被设置于一后端伺服器中，而摄影机所拍摄的文件资料 可经由有线或无线传输方式送至该后端伺服器，以进行辨识。
10.依据权利要求8所述的动态物身型辨识系统，其特征在于，摄影机以 MJPEG影像格式拍摄。
11.依据权利要求8所述的动态物身型辨识系统，其特征在于，时间数据单 位取至微秒。
12.依据权利要求8所述的动态物身型辨识系统，其特征在于，动态物为火车。
13.依据权利要求8所述的动态物身型辨识系统，其特征在于，动态物为公 路车辆。
14.依据权利要求8所述的动态物身型辨识系统，其特征在于，动态物为船
15 . —种动态物速度辨识系统，包括一摄影机，被设置于行经路径上适当位置，设定一段摄影范围，该摄影范围至 少可取得两帧以上经过该摄影范围内的动态物影像的文件；一侦测装置，当动态物入上述摄影范围后起动上述摄影机拍摄动态物影像；一卫星定位系统(GPS)，取得每一上述文件的经纬度数据及时间数据，以成 为每一上述文件的名称；一套格装置，将上述摄影机取得的每一影像文件套上虚拟格线，而该虚拟横线 是以路径上固定标记物长度或其他固定物长度为参考而设置；及一速度计算装置，将所拍摄的至少两帧以上文件相比对出距离差及时间差，以 计算出该动态物的速度。
16.依据权利要求l 5所述的动态物速度辨识系统，其特征在于，套格装置及速度计算装置被设置于一后端伺服器中，而摄影机所拍摄的文件资料可经由有线 或无线传输方式送至该后端伺服器，以进行辨识。
17,依据权利要求l 5所述的动态物速度辨识系统，其特征在于，摄影机以 MJPEG影像格式拍摄。
18.依据权利要求l 5所述的动态物速度辨识系统，其特征在于，时间数据 单位取至微秒。
19.依据权利要求l 5所述的动态物速度辨识系统，其特征在于，动态物为 火车。
20.依据权利要求l 5所述的动态物速度辨识系统，其特征在于，动态物为 公路车辆。
21.依据权利要求l 5所述的动态物速度辨识系统，其特征在于，动态物为 船舰。
22 . —种公路上动态车辆辨识系统，包括一第一摄影机，被设置于公路上适当位置，相对于该公路上设定一段至少超过 最大车辆长度以上及行进一段路程的第一摄影范围，以取得经过该第一摄影范围内的车辆影像的文件；一第二摄影机，被设置于公路上适当位置，设定一段第二摄影范围，该第二摄影范围自上述第一摄影范围前缘向后设定至经过车辆至少被第一摄影机拍摄后的位置，以取得经过该第二摄影范围内的车辆影像的文件；一侦测装置，当车辆全身进入第一摄影范围后起动第一摄影机拍摄车辆影像， 且当车辆进入第二摄影范围后起动第二摄影机拍摄车辆影像；一卫星定位系统(GPS)，取得每一上述文件的经纬度数据及时间数据，以成 为每一上述文件的名称；一车型资料库，依据上述第一摄影机拍摄角度而建立的各种车型资料库；一套格装置，先将上述第一及第二摄影机取得的每一车辆影像文件套上虚拟格 线，而该虚拟横线是以路径上固定标记物长度或其他固定物长度为参考而设置；一车型比对装置，将上述第一摄影机取得的车辆影像文件，利用影像比对方式， 判读出该车辆的车型；一车速计算装置，将上述第二摄影范围中取得的文件与第一摄影范围中取得的 文件比对，计算出该车辆的车速。
23.依据权利要求2 2所述的公路上动态车辆辨识系统，其特征在于，套线 格伺服器所选用的公路上固定标记物为车道分隔虚线。
24.依据权利要求2 2所述的公路上动态车辆辨识系统，其特征在于，车型资料库、套格装置、车型比对装置及车速计算装置设置于一后端伺服器中，而第一及第二摄影机所拍摄的文件资料可经由有线或无线传输方式送至该后端伺服器，以 进行车辆辨识。
25.依据权利要求2 2所述的公路上动态车辆辨识系统，其特征在于，第一 摄影机的摄影范围为20公尺，拍摄速度为30 frames/秒，解析度为Half Dl;第 二摄影机的摄影范围为6公尺，拍摄速度为30 frames/秒，解析度为Half Dl。
26.依据权利要求2 4所述的公路上动态车辆辨识系统，其特征在于，第一摄影机拍摄的文件套上虚拟格线间隔在行进路径上为20 cm，共100条；第二摄影机拍摄的文件套上虚拟格线间隔在行进路径上为10 cm，共60条。
27.依据权利要求2 2项所述的公路上动态车辆辨识系统，其特征在于，第一或第二摄影机以MJPEG影像格式拍摄。
全文摘要
一种动态物辨识系统，主要利用摄影机拍摄行经路径上行进物的影像文件，例如车辆、火车或船舰，并在文件套上虚拟格线，以比对判断该动态物的身型及速度。而该虚拟格线是以路径上固定标记物为参考或以其他固定物为参考而设置。藉此，在不变化路径环境下，以及无发射讯号下，即可达到精确辨识。
文档编号H04N7/18GK101345854SQ200710122698
公开日2009年1月14日 申请日期2007年7月13日 优先权日2007年7月13日
发明者孙郁兴, 林群翔, 王顺仁, 罗智勇 申请人:王顺仁;林群翔;罗智勇;孙郁兴