專利名稱：動態(tài)物辨識系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種動態(tài)物辨識系統(tǒng)，尤指一種以攝影機取得純影像文件來判斷該 物的身型或速度等的辨識系統(tǒng)。
背景技術：
在公路上對行進的車輛作車型、車速及車牌的辨識系統(tǒng)，多具有一組圖像拍攝 裝置及一雷達測速裝置所構成。圖像拍攝裝置至少具備了一照像機及一閃光燈，在 雷達測速裝置偵測到車輛超速時，會控制圖像拍攝裝置啟動以取得超速車輛照片資 料。
此一傳統(tǒng)辨識系統(tǒng)在使用時，由于電達測速裝置要發(fā)射一光束至車輛上，例如 雷射或紅外線等，然后才可測得車輛是否超速。這使得車輛上可裝置一偵測機器事 先通知駕駛，以躲避超速；這一現(xiàn)像使得辨識系統(tǒng)防止超速的效果大打折扣。
有時，圖像拍攝裝置在拍攝時必需使用閃光燈，這突來的閃光有時會造成駕駛 的驚嚇，反而造成交通事故。因此，傳統(tǒng)的辨識系統(tǒng)實有待改善。
由于MJPEG (Motion JPEG)技術提供，它是一種基于靜態(tài)圖像壓縮技術 JPEG (Joint Photographic Experts Group)演變而成的動態(tài)圖像壓縮技術。MJPEG 能生成序列化的運動圖像，過程中不考慮視訊流內不同畫面之間的變化，只單獨針 對各畫面進行壓縮，此種壓縮方式非常適合靜態(tài)畫面，解析度可從352X240、 704X480到1280x1024。因此，自攝影機取得的連續(xù)多幀文件，每一幀文件所揭示 影像都將是清晰可辨識的。而本發(fā)明將利用此一技術以改善車輛辨識系統(tǒng)。

發(fā)明內容
本發(fā)明主要目的在于提供一種動態(tài)物辨識系統(tǒng)，利用一攝影機在該動態(tài)物行經 路徑上設定一段攝影范圍，在該動態(tài)物進入該攝影范圍時， 一偵測裝置控制該攝影 機拍攝連續(xù)影像文件，經由一衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)，取得每一文件的經緯度數據 及時間數據，以成為每一文件的名稱。每一文件經由一套格裝置先將每一影像文件 套上虛擬格線，而該虛擬格線是以路徑上固定標記物長度或其他固定物長度為參考 而設置。 一身型比對裝置將攝影機取得的動態(tài)物的全身影像文件，利用影像比對方 式，判讀出該動態(tài)物的身型。 一速度計算裝置將所拍攝的至少兩幀以上文件相比對
出距離差及時間差，以計算出該動態(tài)物的速度。
本發(fā)明由于以純影像來判斷動態(tài)物的身型及速度，例如應用在火車、公路上行 進車輛及航行船艦的判視上，只需在行經路徑上適當位置架設攝影機即可，不會改
變路徑上的環(huán)境及周邊設備。尤其，應用在車輛時，不需要閃光燈及發(fā)出光束訊號， 即可辨識車型及車速，以減少駕駛受驚而發(fā)生意外的機會，且使得車輛內無法偵測
到該辨識系統(tǒng)。
本發(fā)明依據此技術，也可將身型辨識及速度辨識分成獨立的兩個獨立系統(tǒng)，來 分別辨識身型及速度。
以下，將依據圖面所示的實施例而詳加說明本發(fā)明系統(tǒng)特點及功效。


圖l:是本發(fā)明的系統(tǒng)架構圖，
圖2:是本發(fā)明應于公路上動態(tài)車輛辨識系統(tǒng)的架構圖，
圖3:是本發(fā)明攝影機裝置于公路上及設定攝影范圍的實作示意圖，
圖4:是本發(fā)明套線裝置在文件套上虛擬格線的示意圖，
圖5:是本發(fā)明的動態(tài)物身型辨識系統(tǒng)架構圖，
圖6:是本發(fā)明應用于公路上車輛車型辨識系統(tǒng)的攝影機裝置于公路上及設定 攝影范圍的實作示意圖，
圖7:是本發(fā)明的動態(tài)物速度辨識系統(tǒng)架構圖，
圖8:是本發(fā)明應用于公路上車輛車速辨識系統(tǒng)的攝影機裝置于公路上及設定 攝影范圍的實作示意圖。
具體實施例方式
請參見圖1，本發(fā)明所提供的動態(tài)物辨識系統(tǒng)，該動態(tài)物可以是火車、車輛或 船艦等；本發(fā)明主要在動態(tài)物行經的路徑上適當位置架設了至少一攝影機，該攝影 機設定一段攝影范圍L，該攝影范圍L至少可拍攝動態(tài)物的全身長度及一段行進長 度，以取得連續(xù)多幀高解析度的影像文件，例如以MJPEG技術拍攝。 一偵測裝置在偵測到動態(tài)物進入攝影范圍時控制攝影機開始拍攝。 一衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)用來取得每一拍攝文件的經緯度數據及時間數據，以 成為每一文件的名稱。其中時間數據單位可取至微秒。
一身型資料庫則依據攝影機拍攝角度而建立的各種身型資料庫。 一套格裝置則先將攝影機取得的每一幀動態(tài)物影像文件套上虛擬格線，而該虛 擬格線是以路徑上固定標記物長度或其他固定物長度為參考而設置。
一身型比對裝置系將攝影機取得的一幀動態(tài)物全身影像文件，利用影像比對方式，經與身型資料庫比對，判讀出該動態(tài)物的身型。
一速度計算裝置將所拍攝的至少兩幀以上文件相比對出距離差及時間差，以計 算出該動態(tài)物的速度。
其中身型資料庫、套格裝置、身型比對裝置及速度計算裝置系可被設置于一后 端伺服器中，而攝影機所拍攝的文件資料可經由有線或無線傳輸方式送至該后端伺 服器，以進行辨識。
在圖2中，為本發(fā)明應用于公路上動態(tài)車輛的辨識系統(tǒng)的一種實施例，其架構 包括了第一攝影機、第二攝影機、 一偵測裝置、 一衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、 一套線 裝置、 一車型資料庫、 一車型比對裝置及一車速計算裝置。
配合圖3，本發(fā)明的第一及第二攝影機1及2以一架體3被架設于公路4適當 位置，例如高度Hl為5 m，以MJPEG影像格式拍攝行進的車輛5影像；公路4上 有車道分隔虛線6 。
第一攝影機1相對于公路4上設定一段至少超過最大車輛長度以上及行進一 段路程的第一攝影范圍Ll，例如20 m，以取得經過該第一攝影范圍Ll內的車輛5 影像的文件。
而第二攝影機2設定一段第二攝影范圍L2，例如6m，該第二攝影范圍L2自 第一攝影范圍Ll前緣向后設定至經過車輛至少被第一攝影機拍攝后的位置，以取 得經過該第二攝影范圍內的車輛影像的文件。
偵測裝置為控制用，當車輛全身進入第一攝影范圍Ll后起動第一攝影機1拍 攝車輛影像，且當車輛進入第二攝影范圍L2后起動第二攝影機2拍攝車輛影像。
衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)用來取得每一拍攝文件的經緯度數據及時間數據，以成 為每一文件的名稱；例如GPS位置東經52度3分4秒，北緯38度7分6秒，時間 2007年7月1日13時24分16秒點303微秒，則文件名為 52343876070701132416303. jpg。
車型資料庫則依據第一攝影機1拍攝角度而建立的各種車型資料庫。
套格裝置則先將第一及第二攝影機取得的每一幀車輛影像文件套上虛擬格線， 如圖4所示，而該虛擬格線是以公路上固定標記物長度為參考而設置，或者其他另 行增加可供參考固定物長度而設置，例如車道分隔虛線6，或者另行以一已知長度 的尺標為參考而設置。
車型比對裝置將第一攝影機1取得的車輛影像文件，利用影像比對方式，經與 車型資料庫比對，判讀出該車輛的車型。而車速計算裝置，將第二攝影范圍L2中 取得的文件與第一攝影范圍L1中取得的文件比對，計算出該車輛的車速。
其中車型資料庫、套格裝置、車型比對裝置及車速計算裝置可被設置于一后端 伺服器中，而第一及第二攝影機所拍攝的文件資料可經由有線或無線傳輸方式送至該后端伺服器，以進行車輛辨識。
以一較佳實施方式說明，此實施例中第一攝影機的攝影范圍為20公尺，拍攝 速度為30fraraes/秒，解析度為HalfDl，而第二攝影機的攝影范圍為6公尺，拍 攝速度為30frames/秒，解析度為HalfDl。第一攝影機拍攝的文件套上虛擬橫格 線間隔為20 cm，共100條；第二攝影機拍攝的文件套上虛擬橫格線間隔為10 cm， 共60條。經比對后，即可精確計算出車速，及比對出車型。
由于第一及第二攝影機每秒拍設30幀(frames)，以MJPEG技術特性，有車 輛經過時為每幀間隔0.033秒，沒車輛經過時，第一及第二攝影機不會回送影像圖 片文件。
如以車輛的車速為300公里/小時，車輛每0. 033秒前進距離為2. 78 m。而 第二攝影機的第二攝影范圍L2為6 m，仍遠大于2. 78 m。所以在此較佳實施方式 下，即使行進車輛的車速為300公里/小時，仍可被本發(fā)明辨識系統(tǒng)辨識出車速。
本發(fā)明由于以純影像來判斷公路上行進車輛的車型及車速，只需在公路上適當 位置架設攝影機即可，不會改變公路上的環(huán)境及周邊設備，夜間則另輔以紅外線照 明設備投注在目標區(qū)補足全天候camera的紅外線光源即可。尤其，不需要閃光燈， 以減少駕駛受驚而發(fā)生意外的機會。
進者，本發(fā)明在辨識行進車輛的車速時，不需發(fā)出雷射或紅外線等光束信號， 使得車輛內無法偵測到該辨識系統(tǒng)。且本發(fā)明依據設定改變，將可達到辨識到車輛 極高的速度，極為實用。
在以上利用純影像來判斷動態(tài)物的身型及速度的方法，也可分別應用于一動態(tài) 物身型辨識系統(tǒng)(如圖5所示)及一動態(tài)物速度辨識系統(tǒng)(如圖7所示)。
參見圖5，為一種動態(tài)物身型辨識系統(tǒng)，具有一攝影機拍攝MJPEG影像格式的 文件，被設置于行經路徑上適當位置，相對于該行經路徑上設定一段至少超過動態(tài) 物全身長度的攝影范圍，以取得經過該攝影范圍內的動態(tài)物影像的文件。而其他偵 測裝置、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、套格裝置、身型資料庫及身型比對裝置等，則與前述相同。 如此，以構成一獨立的動態(tài)物身型辨識系統(tǒng)。
而圖6為該系統(tǒng)應用在公路上動態(tài)車輛車型辨識的實際配置圖，在公路4上適 當位置設置攝影機l 1，該攝影機l l設定了一段攝影范圍L3，以拍攝經過的車 輛；進而依據本發(fā)明文件的提供名稱、套格、比對等，而可辨識車輛的車型。
參見圖7，為一種動態(tài)物速度辨識系統(tǒng)，具有一攝影機拍攝MJPEG影像格式的 文件，被設置于行經路徑上適當位置，設定一段攝影范圍，該攝影范圍至少可取得 兩幀以上經過該攝影范圍內的動態(tài)物影像的文件。而其他偵測裝置、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、 套格裝置及速度計算裝置等，則與前述相同。如此，以構成一獨立的動態(tài)物速度辨 識系統(tǒng)。
圖8為該系統(tǒng)應用在公路上動態(tài)車輛車速辨識的實際配置圖，在公路4上適當 位置設置攝影機2 1，該攝影機2 1設定了一段攝影范圍L4，以拍攝經過的車輛;
進而依據本發(fā)明文件提供名稱、套格、速度計算等，而可辨識車輛的車速。
顯然地，本發(fā)明并不以實施方式中所例實施例為限，其他依據本發(fā)明技術思想 以純影像來判斷行進車輛的各種可能的資料，如為等效的簡易變化，例如攝影機以 其他高解晰度影像格式拍攝，或攝影機以一架或兩架以上等，仍屬本案專利保護范 圍之中。
權利要求
1.一種動態(tài)物辨識系統(tǒng)，包括至少一攝影機，該攝影機設定一段攝影范圍，該攝影范圍至少可拍攝動態(tài)物的全身長度及一段行進長度，以取得連續(xù)多幀高解析度的影像文件；一偵測裝置，在偵測到動態(tài)物進入上述攝影范圍時控制上述攝影機開始拍攝；一衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)，取得每一拍攝影像文件的經緯度數據及時間數據，以成為每一文件的名稱；一身型資料庫，依據上述攝影機拍攝角度而建立的各種該動態(tài)物的身型資料庫；一套格裝置，將取得的每一幀動態(tài)物影像文件套上虛擬格線，而該虛擬格線是以路徑上固定標記物長度或其他固定物長度為參考而設置；一身型比對裝置，將上述攝影機取得的一幀動態(tài)物全身影像文件，利用影像比對方式，經與身型資料庫比對，判讀出該動態(tài)物的身型；及一速度計算裝置，將所拍攝的至少兩幀以上文件相比對出距離差及時間差，以計算出該動態(tài)物的速度。
2. 依據權利要求1所述的動態(tài)物辨識系統(tǒng)，其特征在于，身型資料庫、套格 裝置、身型比對裝置及速度計算裝置被設置于一后端伺服器中，而攝影機所拍攝的 文件資料經由有線或無線傳輸方式送至該后端伺服器，以進行辨識。
3. 依據權利要求1所述的動態(tài)物辨識系統(tǒng)，其特征在于，攝影機以MJPEG影 像格式拍攝。
4 .依據權利要求1所述的動態(tài)物辨識系統(tǒng)，其特征在于，時間數據單位取至 微秒。
5.依據權利要求1所述的動態(tài)物辨識系統(tǒng)，其特征在于，動態(tài)物為火車。
6 .依據權利要求1所述的動態(tài)物辨識系統(tǒng)，其特征在于，動態(tài)物為公路車輛。
7. 依據權利要求1所述的動態(tài)物辨識系統(tǒng)，其特征在于，動態(tài)物為船艦。
8. —種動態(tài)物身型辨識系統(tǒng)，包括一攝影機，被設置于行經路徑上適當位置，相對于該路行上設定一段至少超過 動態(tài)物全身長度(或部分具特征長度)以上的攝影范圍，以取得經過該攝影范圍內的 動態(tài)物影像的文件；一偵測裝置，當動態(tài)物全身進入攝影范圍后控制上述攝影機拍攝影像； 一衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS),取得每一上述文件的經緯度數據及時間數據，以成 為每一上述文件的名稱； 一身型資料庫，依據上述攝影機拍攝角度而建立的各種動態(tài)物身型資料庫； 一套格裝置，將上述攝影機取得的動態(tài)物影像文件套上虛擬格線，而該虛擬橫線是以路徑上固定標記物長度或其他固定物長度為參考而設置；及一車型比對裝置，將上述攝影機取得的動態(tài)物影像文件，利用影像比對方式，判讀出身型。
9.依據權利要求8所述的動態(tài)物身型辨識系統(tǒng)，其特征在于，身型資料庫、 套格裝置及身型比對裝置系被設置于一后端伺服器中，而攝影機所拍攝的文件資料 可經由有線或無線傳輸方式送至該后端伺服器，以進行辨識。
10.依據權利要求8所述的動態(tài)物身型辨識系統(tǒng)，其特征在于，攝影機以 MJPEG影像格式拍攝。
11.依據權利要求8所述的動態(tài)物身型辨識系統(tǒng)，其特征在于，時間數據單 位取至微秒。
12.依據權利要求8所述的動態(tài)物身型辨識系統(tǒng)，其特征在于，動態(tài)物為火車。
13.依據權利要求8所述的動態(tài)物身型辨識系統(tǒng)，其特征在于，動態(tài)物為公 路車輛。
14.依據權利要求8所述的動態(tài)物身型辨識系統(tǒng)，其特征在于，動態(tài)物為船
15 . —種動態(tài)物速度辨識系統(tǒng)，包括一攝影機，被設置于行經路徑上適當位置，設定一段攝影范圍，該攝影范圍至 少可取得兩幀以上經過該攝影范圍內的動態(tài)物影像的文件；一偵測裝置，當動態(tài)物入上述攝影范圍后起動上述攝影機拍攝動態(tài)物影像；一衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)，取得每一上述文件的經緯度數據及時間數據，以成 為每一上述文件的名稱；一套格裝置，將上述攝影機取得的每一影像文件套上虛擬格線，而該虛擬橫線 是以路徑上固定標記物長度或其他固定物長度為參考而設置；及一速度計算裝置，將所拍攝的至少兩幀以上文件相比對出距離差及時間差，以 計算出該動態(tài)物的速度。
16.依據權利要求l 5所述的動態(tài)物速度辨識系統(tǒng)，其特征在于，套格裝置及速度計算裝置被設置于一后端伺服器中，而攝影機所拍攝的文件資料可經由有線 或無線傳輸方式送至該后端伺服器，以進行辨識。
17,依據權利要求l 5所述的動態(tài)物速度辨識系統(tǒng)，其特征在于，攝影機以 MJPEG影像格式拍攝。
18.依據權利要求l 5所述的動態(tài)物速度辨識系統(tǒng)，其特征在于，時間數據 單位取至微秒。
19.依據權利要求l 5所述的動態(tài)物速度辨識系統(tǒng)，其特征在于，動態(tài)物為 火車。
20.依據權利要求l 5所述的動態(tài)物速度辨識系統(tǒng)，其特征在于，動態(tài)物為 公路車輛。
21.依據權利要求l 5所述的動態(tài)物速度辨識系統(tǒng)，其特征在于，動態(tài)物為 船艦。
22 . —種公路上動態(tài)車輛辨識系統(tǒng)，包括一第一攝影機，被設置于公路上適當位置，相對于該公路上設定一段至少超過 最大車輛長度以上及行進一段路程的第一攝影范圍，以取得經過該第一攝影范圍內的車輛影像的文件；一第二攝影機，被設置于公路上適當位置，設定一段第二攝影范圍，該第二攝影范圍自上述第一攝影范圍前緣向后設定至經過車輛至少被第一攝影機拍攝后的位置，以取得經過該第二攝影范圍內的車輛影像的文件；一偵測裝置，當車輛全身進入第一攝影范圍后起動第一攝影機拍攝車輛影像， 且當車輛進入第二攝影范圍后起動第二攝影機拍攝車輛影像；一衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)，取得每一上述文件的經緯度數據及時間數據，以成 為每一上述文件的名稱；一車型資料庫，依據上述第一攝影機拍攝角度而建立的各種車型資料庫；一套格裝置，先將上述第一及第二攝影機取得的每一車輛影像文件套上虛擬格 線，而該虛擬橫線是以路徑上固定標記物長度或其他固定物長度為參考而設置；一車型比對裝置，將上述第一攝影機取得的車輛影像文件，利用影像比對方式， 判讀出該車輛的車型；一車速計算裝置，將上述第二攝影范圍中取得的文件與第一攝影范圍中取得的 文件比對，計算出該車輛的車速。
23.依據權利要求2 2所述的公路上動態(tài)車輛辨識系統(tǒng)，其特征在于，套線 格伺服器所選用的公路上固定標記物為車道分隔虛線。
24.依據權利要求2 2所述的公路上動態(tài)車輛辨識系統(tǒng)，其特征在于，車型資料庫、套格裝置、車型比對裝置及車速計算裝置設置于一后端伺服器中，而第一及第二攝影機所拍攝的文件資料可經由有線或無線傳輸方式送至該后端伺服器，以 進行車輛辨識。
25.依據權利要求2 2所述的公路上動態(tài)車輛辨識系統(tǒng)，其特征在于，第一 攝影機的攝影范圍為20公尺，拍攝速度為30 frames/秒，解析度為Half Dl;第 二攝影機的攝影范圍為6公尺，拍攝速度為30 frames/秒，解析度為Half Dl。
26.依據權利要求2 4所述的公路上動態(tài)車輛辨識系統(tǒng)，其特征在于，第一攝影機拍攝的文件套上虛擬格線間隔在行進路徑上為20 cm，共100條；第二攝影機拍攝的文件套上虛擬格線間隔在行進路徑上為10 cm，共60條。
27.依據權利要求2 2項所述的公路上動態(tài)車輛辨識系統(tǒng)，其特征在于，第一或第二攝影機以MJPEG影像格式拍攝。
全文摘要
一種動態(tài)物辨識系統(tǒng)，主要利用攝影機拍攝行經路徑上行進物的影像文件，例如車輛、火車或船艦，并在文件套上虛擬格線，以比對判斷該動態(tài)物的身型及速度。而該虛擬格線是以路徑上固定標記物為參考或以其他固定物為參考而設置。藉此，在不變化路徑環(huán)境下，以及無發(fā)射訊號下，即可達到精確辨識。
文檔編號H04N7/18GK101345854SQ200710122698
公開日2009年1月14日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權日2007年7月13日
發(fā)明者孫郁興, 林群翔, 王順仁, 羅智勇 申請人:王順仁;林群翔;羅智勇;孫郁興