图像拍摄时刻确定方法及系统、车辆速度检测方法及系统

摘要

本发明提供的图像拍摄时刻确定方法及系统，方法包括以下步骤：从北斗授时模块获取低精度时刻信息和秒脉冲信号，低精度时刻信息是以整秒为最小精度的时刻信息；获取监控相机的拍摄帧率，以得到拍摄帧率对应的曝光触发序列；根据拍摄帧率，以秒脉冲信号作为曝光触发序列的第一次曝光触发信号，控制监控相机实施第一次曝光；利用监控相机的曝光控制器根据曝光触发序列依次实施后续曝光；根据低精度时刻信息及拍摄帧率，计算曝光触发序列所对应的每张图像的拍摄时刻。本发明还提供一种车辆速度检测方法及系统。上述方案能够解决监控相机无法较准确地获知图像拍摄时刻的问题，进而能够提高对车辆行驶速度监控的精度。

说明书

技术领域

本发明涉及图像采集技术领域，更为具体地说，涉及一种图像拍摄时刻确定方法及系统、车辆速度检测方法及系统。

背景技术

随着交通越来越发达，行驶在道路上的车辆越来越多。为了规范安全驾驶、了解实时路况，对道路上所行驶车辆的监控显得尤为必要。

目前，图像监控是众多监控措施中比较普遍的一种。在实际的图像监控过程中，通常在道路的不同位置布设监控相机，通过监控相机的拍摄以获取车辆行驶状况图像，然后根据两张图像的拍摄时间间隔以及图像中车辆所处位置的距离来计算出车辆行驶速度。对于同一监控相机而言，每一张图像的拍摄时刻并不精确，但是1秒内拍摄的图像数量均匀且可以设定，因此同一监控相机连续拍摄的任意相邻两张图像之间的时间间隔都相等，因此能够较容易地确定两张图像的拍摄时间间隔，进而能够较准确地计算出车辆的行驶速度。但是，对于同一监控相机而言，拍摄范围有限，无法在较长的路段内监控车辆的行驶速度。很显然这不利于对车辆的有效监控。为此，通常在不同的路段分别设置监控相机，通过多个监控相机协作实施对车辆的监控。以分别分布在两个不同路段的两个监控相机而言，当车辆经过这两个不同的路段时，需要确定两张图像的图像拍摄时刻，然后通过不同路段所获取的两张图像拍摄时刻确定两张图像的拍摄时间间隔，最后根据不同路段之间的距离来计算车辆的行驶速度。由于不同路段的监控相机拍摄时刻精确性较低，用不同的监控相机所拍摄得到的不同图像拍摄时刻计算两张图像的拍摄时间间隔，将会使得两张图像的拍摄时间间隔精确度更低，最终影响对车辆行驶速度的监测。

发明内容

本发明提供一种图像拍摄时刻确定方法，以解决监控相机无法较准确地获知图像拍摄时刻的问题，进而提高对车辆行驶速度监控的精度。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

图像拍摄时刻确定方法，包括以下步骤：

从北斗授时模块获取低精度时刻信息和秒脉冲信号，所述低精度时刻信息是以整秒为最小精度的时刻信息；

获取监控相机的拍摄帧率，以得到所述拍摄帧率对应的曝光触发序列；

根据所述拍摄帧率，以所述秒脉冲信号作为所述曝光触发序列的第一次曝光触发信号，控制所述监控相机实施第一次曝光；

利用所述监控相机的曝光控制器根据所述曝光触发序列依次实施后续曝光；

根据所述低精度时刻信息及所述拍摄帧率，计算所述曝光触发序列所对应的每张图像的拍摄时刻。

优选的，上述图像拍摄时刻确定方法中，所述拍摄帧率为25fps或30fps。

优选的，上述图像拍摄时刻确定方法中，计算所述曝光触发序列所对应的每张图像的拍摄时刻，包括：

获取详细时间信息解析完成时刻以及信息解析时间；

用于将详细时间信息解析完成时刻对应的所述低精度时刻信息赋予所述详细时间信息完成时刻之前所述信息解析时间段内曝光所获取的图像。

车辆速度检测方法，包括以下步骤：

采用上述任意一项所述的图像拍摄时刻确定方法确定图像拍摄时刻；

根据两个不同路段之间的距离以及两个不同路段所获取图像对应的图像拍摄时刻，计算车辆速度。

图像拍摄时刻确定系统，包括：

第一获取单元，用于从北斗授时模块获取低精度时刻信息和秒脉冲信号，所述低精度时刻信息是以整秒为最小精度的时刻信息；

第二获取单元，用于获取监控相机的拍摄帧率，以得到所述拍摄帧率对应的曝光触发序列；

第一控制单元，用于根据所述拍摄帧率，以所述秒脉冲信号作为所述曝光触发序列的第一次曝光触发信号，控制所述监控相机实施第一次曝光；

第二控制单元，用于利用所述监控相机的曝光控制器根据所述曝光触发序列依次实施后续曝光；

第一计算单元，用于根据所述低精度时刻信息及所述拍摄帧率，计算所述曝光触发序列所对应的每张图像的拍摄时刻。

优选的，上述图像拍摄时刻确定系统中，所述第一计算单元包括：

获取子单元，用于获取详细时间信息解析完成时刻以及信息解析时间；

赋值子单元，用于将详细时间信息解析完成时刻对应的所述低精度时刻信息赋予所述详细时间信息完成时刻之前所述信息解析时间段内曝光所获取的图像。

车辆速度检测系统，包括：

如上任意一项所述的图像拍摄时刻确定系统；以及

第二计算单元，用于根据两个不同路段之间的距离以及两个不同路段所获取图像对应的图像拍摄时刻，计算车辆速度

本发明提供的图像拍摄时刻确定方法中，从北斗授时模块获取低精度时刻信息和秒脉冲信号，然后以秒脉冲信号来作为1秒内曝光触发序列的第一次触发，然后结合低精度时刻信息计算每张图像的拍摄时刻。相对于背景技术而言，本发明实施例提供的确定方法中，以较精准的北斗授时模块所发出的低精度时刻信息和秒脉冲信号作为基础，相当于确定了一个更为精确的时间基准，然后通过拍摄帧率依次计算每张图像的拍摄时刻。可见，本发明实施例提供的图像拍摄时刻确定防范能够解决背景技术中无法较准确地获取图像拍摄时刻的问题，进而能够提高对车辆行驶速度监控的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的图像拍摄时刻确定方法的流程示意图；

图2是秒脉冲信号与曝光触发信号的同步关系示意图；

图3是串口时间信息解析与秒脉冲信号及曝光触发信号的关系示意图；

图4是本发明实施例中计算曝光触发序列所对应的每张图像拍摄时刻的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的车辆速度检测方法的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的图像拍摄时刻确定系统的结构示意图；

图7是本发明实施例中第一计算单元的部分结构示意图；

图8是本发明实施例提供的车辆速度检测系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种图像拍摄时刻确定方法，能够解决监控相机无法较准确地获知图像拍摄时刻的问题，进而提高对车辆行驶速度监控的精度。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案作进一步详细的说明。

请参考附图1，图1示出了本发明实施例提供的图像拍摄时刻确定方法的流程。图1所示的流程包括以下步骤：

S101、从北斗授时模块获取低精度时刻信息和秒脉冲信号。

步骤S101中，北斗授时模块为目前市场上比较普遍的产品，北斗授时模块可以同时发出低精度时刻信息和秒脉冲信号。本步骤的目的在于从北斗授时模块获取低精度时刻信息和秒脉冲信号。需要说明的是，本发明实施例中，低精度时刻信息指的是以整秒为最小精度的时刻信息，例如2014年09月23日09时56分33秒。秒脉冲信号为方波信号，每个脉冲的上升沿表示整秒时刻。

S102、获取监控相机的拍摄帧率。

本发明实施例中监控相机可以为工业相机。通常监控相机内设置有一个曝光控制器，曝光控制器能够替代人按下快门，即精确地根据需求发出拍照指令，进而实现监控相机的曝光。通常可以根据需求设定拍摄帧率为n，即1秒时间段内产生等间隔的n次曝光，进而得到n张图像。步骤S102可以通过查询监控相机的性能参数或人为设定的数据来获取监控相机的拍摄帧率。通过获取监控相机的拍摄帧率，能够得到拍摄帧率对应的曝光触发序列。例如拍摄帧率n为25fps，则曝光控制器精确地间隔40ms实施曝光。此种情况下，曝光触发序列为：第一张图像在整秒，第二张图像在整秒的第40ms，第三张图像在整秒的第80ms曝光……。

需要说明的是，本发明实施例中可以先实施步骤S102，再实施步骤S101；也可以同时实施步骤S101和步骤S102。对此，本发明实施例对此不作限制。

S103、控制监控相机实施曝光触发序列的第一次曝光。

步骤S103根据拍摄帧率，以秒脉冲信号作为曝光触发序列的第一次曝光触发信号，进而控制监控相机实施第一次曝光，即将曝光触发序列中第一张图像的拍摄时刻与秒脉冲信号的脉冲上升沿对应的整秒时刻对齐，也就是实现第一张图像的拍摄时刻与秒脉冲信号的脉冲上升沿所代表的整秒时刻同步(如图2所示)。曝光触发序列发出的曝光触发信号也为方波信号，请参考附图2。对齐后，每个曝光触发序列中，第一次曝光触发信号的上升沿与秒脉冲信号的脉冲上升沿对齐。

S104、控制监控相机实施曝光触发序列的后续曝光。

请继续参考附图2，在步骤S103完成第一次曝光后，利用监控相机的曝光控制器根据曝光触发序列实施后续的n-1次曝光。当下一个秒脉冲信号开始时继续控制监控相机实施另一个曝光触发序列的第一次曝光，依次循环。

S105、计算曝光触发序列对应的每张图像的拍摄时刻。

本步骤根据步骤S101同时获取的低精度时刻信息和秒脉冲信号以及步骤S102获取的拍摄帧率计算曝光触发序列所对应的每张图像的拍摄时刻。举例而言，低精度时刻信息为2014年10月10日08时56分20秒，而每个曝光触发序列中第一次曝光的时刻与该低精度时刻信息对应的时刻重合，由于每个秒脉冲信号的时间长度是1秒，而且1秒内的拍摄帧率一定(1秒内每张图像的拍摄时间间隔均等)，因此可以根据曝光触发序列中计算每张图像的拍摄时刻。例如，第二张图像的拍摄时刻为2014年10月10日08时56分20秒40毫秒。

本发明实施例提供的图像拍摄时刻确定方法中，从北斗授时模块获取低精度时刻信息和秒脉冲信号，然后以秒脉冲信号来作为1秒内曝光触发序列的第一次触发，然后结合低精度时刻信息计算每张图像的拍摄时刻。相对于背景技术而言，本发明实施例提供的确定方法中，以较精准的北斗授时模块所发出的低精度时刻信息和秒脉冲信号作为基础，相当于确定了一个更为精确的时间基准，然后通过拍摄帧率依次计算每张图像的拍摄时刻。可见，本发明实施例提供的图像拍摄时刻确定防范能够解决背景技术中无法较准确地获取图像拍摄时刻的问题，进而能够提高对车辆行驶速度监控的精度。

本发明实施例中，拍摄帧率通常可以为25fps或30fps。以拍摄帧率为25fps为例，监控相机的曝光控制器能够精确地间隔40ms控制曝光(即间隔40ms发出曝光触发指令)，进而控制监控相机实施拍照。通常监控相机的曝光控制器的时钟频率为40MHZ，工作周期为25ns，因此以40ms的间隔实施曝光能够使得图像拍摄时刻精确到1ms。

在实际的工作过程中，北斗授时模块有两个输出，一个是精度较高的秒脉冲信号，另一个是串口时间信息。每到整秒时刻，北斗授时模块同时发出上述两个信息。由于精度较高的秒脉冲信号仅仅为一个电平跳变，而串口时间信息需要经过一系列的高低电平转换解析才能传递出详细时间信息(所谓的详细时间信息为包含了年月日时分秒的信息，即低精度时刻信息)，因此详细时间信息解析完成时刻一定延后于秒脉冲信号上升沿对应的整秒时刻。由于串口时间信息的信息长度和解析时间相对固定，因此串口时间信息解析完成时刻延后于秒脉冲信号上升沿对应的整秒时刻的时间可以确定，此时间可以称之为信息解析时间。假设信息解析时间为m毫秒，请参考附图3，从图3中可以看出，虚线a为真实的整秒时刻，而点划线b为详细时间信息解析完成时刻。

很明显，如果直接在详细时间解析完成时刻将详细时间信息仅仅赋给该时刻之后的图像，则会存在错误。仍以信息解析时间为m毫秒为例说明，在获得详细时间信息解析完成时刻的前m毫秒内拍摄得到的图像的详细时间信息并不是前m毫秒内对应时刻所获得的详细时间信息，而应该是详细时间信息解析完成时刻对应的详细时间信息。为此，请参考附图4，图4是计算曝光触发序列所对应的每张图像拍摄时刻的流程，该流程包括：

S201、获取详细时间信息解析完成时刻以及信息解析时间。

S202、用于将详细时间信息解析完成时刻对应的所述低精度时刻信息赋予所述详细时间信息完成时刻之前所述信息解析时间段内曝光所获取的图像。

可见本发明实施例提供的优选方案能够较好地解决串口时间信息解析导致的低精度时刻信息滞后，存在的可能将低精度时刻信息赋予错误的图像上的问题，进而提高本发明实施例提供的图像拍摄时刻确定的可靠性。当然，步骤S202中，详细时间信息解析完成时刻之后的剩余时间段(剩余时间段＝1秒-信息解析时间)内所获取的图像仍然对应详细时间信息解析完成时刻对应的低精度时刻信息。

基于本发明实施例提供的图像拍摄时刻确定方法，本发明实施例还提供了一种车辆速度检测方法。请参考附图5，图5示出了本发明实施例提供的车辆速度检测方法的流程。图5所示的流程包括：

S301、确定图像拍摄时刻。

步骤S201用于确定图像拍摄时刻。本步骤采用本发明实施例上文中任意一项所述的图像拍摄时刻确定方法来确定图像拍摄时刻。

S302、根据两个不同路段之间的距离以及两个不同路段所获取图像对应的图像拍摄时刻，计算车辆速度。

由于两个不同路段之间的距离已知，根据两个不同路段所获取图像对应的图像拍摄时刻就能够计算车辆自其中一个路段到另一个路段所花费的时间，最终能够计算车辆的速度，当然此处为车辆的平均速度。可见，本发明实施例提供的车辆速度检测方法能够检测得到车辆平均速度。

本发明实施例提供的车辆速度检测方法能够提高图像拍摄时刻的确定精度，进而能够提高车辆速度的检测精度。

基于本发明实施例提供的图像拍摄时刻确定方法，本发明实施例还提供一种图像拍摄时刻确定系统。请参考附图6，图6示出了本发明实施例提供的图像拍摄时刻确定系统的结构。图6所示的结构包括：

第一获取单元401，用于从北斗授时模块获取低精度时刻信息和秒脉冲信号。

北斗授时模块为目前市场上比较普遍的产品，北斗授时模块可以发出低精度时刻信息和秒脉冲信号。第一获取模块401的作用在于从北斗授时模块获取低精度时刻信息和秒脉冲信号。需要说明的是，本发明实施例中，低精度时刻信息指的是以整秒为最小精度的时刻信息，例如2014年09月23日09时56分33秒。秒脉冲信号为方波信号，每个脉冲的上升沿表示整秒时刻。

第二获取单元402，用于获取监控相机的拍摄帧率，以得到拍摄帧率对应的曝光触发序列。

本发明实施例中监控相机可以为工业相机。通常监控相机内设置有一个曝光控制器，曝光控制器能够替代人按下快门，即精确地根据需求发出拍照指令，进而实现监控相机的曝光。通常可以根据需求设定拍摄帧率为n，即1秒时间段内产生等间隔的n次曝光，进而得到n张图像。第二获取单元402可以通过查询监控相机的性能参数或人为设定的数据来获取监控相机的拍摄帧率。通过获取监控相机的拍摄帧率，能够得到拍摄帧率对应的曝光触发序列。例如拍摄帧率n为25fps，则曝光控制器精确地间隔40ms实施曝光。此种情况下，曝光触发序列为：第一张图像在整秒，第二张图像在整秒的第40ms，第三张图像在整秒的第80ms曝光……。

第一控制单元403，用于根据所述拍摄帧率，以秒脉冲信号作为曝光触发序列的第一次曝光触发信号，控制监控相机实施第一次曝光。

第一控制单元403根据拍摄帧率，以秒脉冲信号作为曝光触发序列的第一次曝光触发信号，进而控制监控相机实施第一次曝光，即将曝光触发序列中第一张图像的拍摄时刻与秒脉冲信号的脉冲上升沿对应的整秒时刻对齐，也就是实现第一张图像的拍摄时刻与秒脉冲信号的脉冲上升沿所代表的整秒时刻同步(如图2所示)。曝光触发序列发出的曝光触发信号也为方波信号，请参考附图2。对齐后，每个曝光触发序列中，第一次曝光触发信号的上升沿与秒脉冲信号的脉冲上升沿对齐。

第二控制单元404，用于利用监控相机的曝光控制器根据曝光触发序列依次实施后续曝光。请继续参考附图2，在第一控制单元403的控制下完成第一次曝光后，利用监控相机的曝光控制器根据曝光触发序列实施后续的n-1次曝光。当下一个秒脉冲信号开始时继续控制监控相机实施另一个曝光触发序列的第一次曝光，依次循环。

第一计算单元405，用于根据低精度时刻信息及拍摄帧率，计算曝光触发序列所对应的每张图像的拍摄时刻。

第一计算单元405根据步骤第一获取单元401同时获取的低精度时刻信息和秒脉冲信号以及第二获取单元402获取的拍摄帧率计算曝光触发序列所对应的每张图像的拍摄时刻。举例而言，低精度时刻信息为2014年10月10日08时56分20秒，而每个曝光触发序列中第一次曝光的时刻与该低精度时刻信息对应的时刻重合，由于每个秒脉冲信号的时间长度是1秒，而且1秒内的拍摄帧率一定(1秒内每张图像的拍摄时间间隔均等)，因此可以根据曝光触发序列中计算每张图像的拍摄时刻。例如，第二张图像的拍摄时刻为2014年10月10日08时56分20秒40毫秒。

本发明实施例提供的图像拍摄时刻确定系统中，从北斗授时模块获取低精度时刻信息和秒脉冲信号，然后以秒脉冲信号来作为1秒内曝光触发序列的第一次触发，然后结合低精度时刻信息计算每张图像的拍摄时刻。相对于背景技术而言，本发明实施例提供的确定方法中，以较精准的北斗授时模块所发出的低精度时刻信息和秒脉冲信号作为基础，相当于确定了一个更为精确的时间基准，然后通过拍摄帧率依次计算每张图像的拍摄时刻。可见，本发明实施例提供的图像拍摄时刻确定防范能够解决背景技术中无法较准确地获取图像拍摄时刻的问题，进而能够提高对车辆行驶速度监控的精度。

本发明实施例中，拍摄帧率通常可以为25fps或30fps。以拍摄帧率为25fps为例，监控相机的曝光控制器能够精确地间隔40ms控制曝光(即间隔40ms发出曝光触发指令)，进而控制监控相机实施拍照。通常监控相机的曝光控制器的时钟频率为40MHZ，工作周期为25ns，因此以40ms的间隔实施曝光能够使得图像拍摄时刻精确到1ms。

在实际的工作过程中，北斗授时模块有两个输出，一个是精度较高的秒脉冲信号，另一个是串口时间信息。每到整秒时刻，北斗授时模块同时发出上述两个信息。由于精度较高的秒脉冲信号仅仅为一个电平跳变，而串口时间信息需要经过一系列的高低电平转换解析才能传递出详细时间信息(所谓的详细时间信息为包含了年月日时分秒的信息，即低精度时刻信息)，因此详细时间信息解析完成时刻一定延后于秒脉冲信号上升沿对应的整秒时刻。由于串口时间信息的信息长度和解析时间相对固定，因此串口时间信息解析完成时刻延后于秒脉冲信号上升沿对应的整秒时刻的时间可以确定，此时间可以称之为信息解析时间。假设解析时间为m毫秒，请参考附图3，从图3中可以看出，虚线a为真实的整秒时刻，而点划线b为详细时间信息解析完成时刻。

很明显，如果直接在详细时间解析完成时刻将详细时间信息仅仅赋给该时刻之后的图像，则会存在错误。仍以信息解析时间为m毫秒为例说明，在获得详细时间信息解析完成时刻的前m毫秒内拍摄得到的图像的详细时间信息并不是前m毫秒内对应时刻所获得的详细时间信息，而应该是详细时间信息解析完成时刻对应的详细时间信息。为此，请参考附图7，计算单元包括：

获取子单元501、用于获取详细时间信息解析完成时刻以及信息解析时间。

赋值子单元502、用于将详细时间信息解析完成时刻对应的所述低精度时刻信息赋予所述详细时间信息完成时刻之前所述信息解析时间段内曝光所获取的图像。

可见本发明实施例提供的优选方案能够较好地解决串口时间信息解析导致的低精度时刻信息滞后，存在的可能将低精度时刻信息赋予错误的图像的问题，进而能够提高本发明实施例提供的图像拍摄时刻确定的可靠性。当然，赋值子单元502在详细时间信息解析完成时刻之后的剩余时间段(剩余时间段＝1秒-信息解析时间)内所获取的图像仍然对应详细时间信息解析完成时刻对应的低精度时刻信息。

基于本发明实施例提供的图像拍摄时刻确定系统，本发明实施例还提供一种车辆速度检测系统。请参考附图8，本发明实施例提供的车辆速度检测系统包括：

图像拍摄时刻确定系统601，用于确定图像拍摄时刻。该图像拍摄时刻确定系统601为本发明实施例上文中任意一项所述的图像拍摄时刻确定系统。

第二计算单元602，用于根据根据两个不同路段之间的距离以及两个不同路段所获取图像对应的图像拍摄时刻，计算车辆速度。

由于两个不同路段之间的距离已知，根据两个不同路段所获取图像对应的图像拍摄时刻就能够计算车辆自其中一个路段到另一个路段所花费的时间，最终能够计算车辆的速度，当然此处为车辆的平均速度。可见，本发明实施例提供的车辆速度检测方法能够检测得到车辆平均速度。

本发明实施例提供的车辆速度检测系统能够提高图像拍摄时刻的确定精度，进而能够提高车辆速度的检测精度。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。