Sơ đồ quy chiếu từ video sang thực tế sẽ giúp ta có cái nhìn trực quan hơn về công thức tính toán vận tốc thực tế của phương tiện giao thông (hình 2.4)
Hình 2.4: Sơ đồ quy chiếu từ video sang thực tế
Xây dựng công thức liên hệ giữa vận tốc thực tế của một điểm chuyển động trên đường với sốlượng điểm ảnh chuyển động qua 2 frame liên tiếp được thực hiện như sau:
• Để có thểtính được vận tốc thật của xe, một yêu cầu cần thiết là phải xác định được kích thước của đường mà camera có thể quan sát được, ta gọi là
39
(D1xD2) như trong hình 2.4.
• Tại mỗi thời điểm, khi áp dụng các thuật toán luồng quang học ở trên, ta có các mảng chứa thông tin về toạ độ của các vật thể ở frame trước và frame hiện tại, được lưu trữ trong các mảng.
• Không mất tính tổng quát, ta xét 1 điểm của 1 vật thểở hai frame liên tiếp. Ở frame thứ nhất điểm có toạ độ (x1,y1), ở frame thứ hai là (x2,y2). Độ dịch chuyển của điểm theo chiều x và y lần lượt là:
∆x = x1 – x2 (pixel) (2.42) ∆y = y1 − y2 (pixel) (2.43)
• Ta có thể xác định được độ dịch chuyển thật của điểm trên mặt đất như sau (đối với trường hợp kích thước khung hình video thu được là 320x240, trên thực tế có thể khác và ta thay bằng các giá trị phù hợp):
∆ X = (x1-x2)* D1/320 (m) (2.44) ∆Y = (y1 − y2) ∗ D2/240 (m) (2.45)
• Độ di chuyển của xe trên thực tế:
∆𝐷𝐷 = √∆𝑋𝑋2+ ∆𝑌𝑌2 (m) (2.46)
• Đây là độ dịch chuyển của xe qua 2 frame liên tiếp, do đó, để tính vận tốc di chuyển của xe, ta nhân độ di chuyển với tốc độ frame R (fps):
V = ∆D ∗ R (m/s) = 3.6 ∗ ∆D ∗ R (km/h) (2.47)
2.6. Kết luận chương
Chương này của luận văn đã trình bày tương đối chi tiết 9 kỹ thuật dựa trên luồng quang học bao gồm các phương pháp vi phân, so khớp vùng, dựa trên năng lượng và pha, đó là các thuật toán: Horn and Schunck, Lucas and Kanade, Uras, Nagel, Anandan, Singh, Heeger, Waxman và Fleet and Jepson.
Ở cuối chương cũng trình bày phương pháp xác định vận tốc thật của phương tiện khi đã có kết quả các véc tơ vận tốc thu nhận được ở dạng điểm ảnh bằng các thuật toán ởtrên. Phương pháp này sẽ làm cơ sởđểtiến hành cài đặt và thực nghiệm chương trình xác định vận tốc chuyển động của các phương tiện xuất hiện trong các video thu nhận được từ hệ thống camera giao thông.
40
Chương 3: CÀI ĐẶT THUẬT TOÁN, THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ
Trong chương này tác giả tiến hành cài đặt một số thuật toán tiêu biểu ở chương 2 (Lucas-Kanade, Farneback, Region-based Matching, Horn-Schunck) với bộ thư viện OpenCv để xác định vận tốc của các phương tiện trong các video thu được từ camera giao thông, thực hiện trên các video và đánh giá và so sánh các thuật toán về tốc độ xửlý, độ chính xác của các kết quảthu được.
3.1. Phát hiện chuyển động3.1.1. Trừ nền