车辆排队长度检测技术研究--毕设论文.doc
《车辆排队长度检测技术研究--毕设论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《车辆排队长度检测技术研究--毕设论文.doc(40页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、四川大学本科毕业论文 基于J2ME技术的手机移动网络游戏(银月血影)本科生毕业论文(设计)题 目 车辆排队长度检测技术研究 学 院 软件学院专 业 软件工程学生姓名 张彭学 号 0943111084 年级 2009指导教师 罗以宁教务处制表二 一 三 年 五 月 十 日 四川大学本科毕业论文车辆排队长度检测技术研究 车辆排队长度检测技术研究 软件工程 学生 张彭 指导老师 罗以宁摘要 智能交通系统是将先进的计算机处理技术、信息处理技术、数据传输技术、传感技术以及电子控制技术等先进技术集成运用于交通管理而建立的的一种大范围的、准确、实时、高效的综合交通运输管理系统。而检测系统是ITS中的关键组成
2、部分,负责对道路交通流量进行智能化采集,通过检测交通道路上车辆排队的长度可以使交通运输变得更加合理,可以有效地减少车辆的停车次数和速度变化频率,更加有效的利用交通道路,减少堵车的发生,有利于推动经济的快速发展。本文主要研究了车辆排队长度检测的相关算法。在图像预处理中研究了图像的灰度化处理,图像滤波和图像二值化处理等。在背景生成研究中探讨了高斯背景建模,帧差法背景建模和中值法背景建模。最后利用背景差法实现了车辆排队长度检测,为了减小环境因素的干扰,对阴影消除进行了探讨。主题词 车辆排队长度检测;车辆检测;背景建模;阴影消除Research on detection technology of v
3、ehice queue length Software EngineeringStudent: Zhang Peng Adviser: Luo Yi-ningAbstract Intelligent transportation system is an effective way to solve the problems of traffic jam, environmental pollution in modern city. The intelligent transportation system combines with electronic sensor technology
4、,image processing, data communication technology, electronic controltechnology, information processing technology and so on. Its purpose is to set up a directing ground traffic system, fulfilling the exact, valid system in modern society. The identification of the license plate and the measure of ve
5、hicle queue length are essential parts of intelligent transportation system. The identification of the license plate and the measure of vehicle queue length applicants many technologies, such as synthesize computer visiontechnology, the image processing, and the pattern recognition and so on. This p
6、aper mainly studied the algorithm of vehicle queue length detection. In the image preprocessing of gray-scale image processing, image filtering and image processing two values. In the background modeling algorithm of median background model, Gauss background model and frame difference background mod
7、el. The final difference method based on the vehicle queue length detection using background, in order to reduce the interference of environmental factors, discussed the elimination of shadow. Key Words vehicle queue length detection;vehicle detection;background modeling;shadow elimination目 录1. 绪论11
8、.1 研究背景11.2 论文主要工作21.3 论文组织与结构22. 背景知识介绍4 2.1 图像处理简介42.2 基于视频的车辆检测原理4 2.3 本章小结53. 车辆检测算法研究63.1 图像预处理63.2 背景建模算法研究9 3.2.1 中值背景模型9 3.2.2 高斯背景模型9 3.2.3 帧差背景模型103.3 阴影消除算法研究12 3.3.1 车辆阴影特性12 3.3.2 阴影消除算法133.4 车辆排队长度检测算法研究143.5 本章小结154. 实验结果及分析164.1 图像预处理实验结果及分析16 4.1.1 图像灰度化实验结果及分析16 4.1.2 图像二值化实验结果及分析1
9、74.2 背景建模实验结果及分析18 4.2.1中值建模实验结果及分析18 4.2.2帧差法建模实验结果及分析184.3 阴影消除实验结果和分析194.4 车辆排队检测实验结果和分析204.5 本章小结215. 相关工作225.1 国外研究状况225.2 国内研究状况225.3 本章小结236. 小结246.1 工作总结246.2 心得体会246.3 进一步的工作24参考文献26声 明27致 谢28附 录.291. 绪论由于世界经济的高速发展,交通运输在国民经济中所占的地位变得越来越重要,同时机动车的使用率也在急剧增加。因此现在交通面临着许多问题:交通环境的恶化、交通事故的增加、道路的堵塞等等
10、。因此需要一种有效而实用的交通管理系统来处理这些问题,而老式的交通管理系统因为效率低下等原因,已经无法适应交通发达的现代社会。所以智能交通系统(ITS)是当今世界道路交通的发展趋势。1.1 研究背景智能交通系统是目前全世界各个国家都在进行研究和开发的交通领域前沿研究课题和热点。对于智能交通系统目前还有没有一个明确的定义,但是可以归纳定义为:ITS是将先进的信息处理技术、计算机技术、传感技术、数据通信传输技术以及电子控制技术等合理地运用于交通管理,从而组建的一个大范围的、高效的、实时的、准确的交通综合管理系统。智能交通系统的目的是使路、车、人密切配合,和谐的统一起来,从而减少车辆的停车次数和速度
11、变化频率,更加有效的利用交通道路,减少堵车的发生,有利于推动经济的快速发展。车辆检测系统作为ITS的一个基本组成部分,在其中发挥着非常重要的作用,它负责提供详细的交通信息数据,从而使智能交通系统得到精准的数据来进行处理。对于车辆检测,目前存在着数种检测方法。其中比较普及的车辆检测方法有超声波检测、环形检测和视频检测等。超声波检测由发射天线和声波接收器组成。超声波发射器对目标区域发射超声波,当有车辆通过检测区域时,此时接收器会在不同时间接收到回波,根据接收回拨的不同时间确定车辆是否通过检测区域。环形检测是交通检测系统中常用的一种检测方式。它的原理是通过一个环形线圈充当感应器与电子单元构成一个电子
12、系统,当车辆通过或停在线上时,由于车辆大部分部件由金属制成,会在线圈内部产生涡流从而使电感量变化,从而获得一个信号输出,检测到通过或停在线圈上的车辆。环形检测的优点是成本低廉,安装方便。缺点是受环境影响比较大,在安装和维护时需要挖开路面阻碍交通,而且感应线圈本身容易损坏。视频检测技术是将计算机图像处理技术引入到老式的图像监控系统中,利用先进的计算机技术从检测系统获得的视频信息中提取出有用的交通信息,而且还能向交通系统管理中心及时提供实时的交通录像。基于视频的检测技术的核心内容是利用录制的视频,将运动目标从连续的图像序列中提取出来,然后识别提取出的运动目标并且进行跟踪,然后解释该运动目标的动作。
13、基于视频图像的运动目标分析的内容涉及人工智能、模式识别、计算机视觉等多个先进科技领域,而且以数字图像处理为基础。目前对视频图像运动目标分析系统的研发不但在通用上有很高的的要求,在实时性和可移植性上也面临着不少难题。基于视频的车辆检测系统相比以上传统方法具有以下优点:(1) 视频检测系统所需要的摄像头等设备易于安装,维护方便,费用低,安装维护时不需要封闭车道,也不需要挖掘路面,因而不会影响正常的交通运行。(2) 视频检测系统可以提供比较大的监控范围,一个的摄像头就可以监控车上百米以内的车辆信息。而且与其它的传感装置相比,视频传感器能够提供例如车辆牌照、车辆型号、车辆行驶路线以及车辆颜色等直观而详
14、细的车辆信息。(3) 视频检测系统能够将交通现场录像传输给交通管理机构,从而使交管部门的调控更加有效,并且可以提供交通事故的现场录像。(4) 视频检测系统是通过摄像头来进行交通信息的采集,它对于交通道路几乎没有影响,而且视频检测系统也不会相互冲突。基于上述的优点,基于视频图像的车辆检测系统对于智能交通系统的发展具有很好的推动作用,可以引导交通运输系统向合理的模式转变,可以减少车辆的速度变化频率和停车次数,从而提升路网的利用率,使道路更加顺畅,具有很好的经济效益和社会效益。1.2 论文主要工作本课题的主要研究对象是摄像头所拍摄的运动车辆视频场景。研究内容是视频序列中车辆排队长度的检测。当检测到有
15、车辆停在斑马线旁边的白色直线后面时,开始检测车辆排队长度。主要内容包括图像预处理技术研究,视频场景背景提取,视频阴影消除技术研究,车辆排队长度检测。1.3 论文组织与结构本文组织结构如下:第一部分:绪论,对智能交通系统进行了一个整体概述,分析了智能交通系统的必然性和重要性;然后介绍了本文的主要工作;第二部分:背景知识介绍,主要介绍了一些与视频车辆排队检测相关的数字图像处理基础知识以及基于视频的车辆检测原理;第三部分:车辆检测算法研究,详细介绍了图像预处理技术、视频场景背景提取、视频阴影消除技术以及车辆排队长度检测的算法。第四部分:实验结果及分析,对第三章中提出的图像预处理技术、视频场景背景提取
16、、视频阴影消除技术以及车辆排队长度检测的算法进行了实验分析;第五部分:介绍了国内外相关技术的研究状况;第六部分:小结,对本文全部工作进行总结及展望。2. 背景知识介绍2.1 图像处理简介因为在人类的所有感觉中视觉占有非常重要的地位,所以人类对于生活中的大部分信息都是通过视觉来接受的。根据统计,在人类日常接受的所有信息中,视觉信息占到了70%以上。所谓“百闻不如一见”就是这个道理,在很多生活场景下,通过图像传递的信息比其它方式都要更加真实和丰富。“数字图像”则是将传统的照片或者录像模拟信号经过处理及数字化后生成的。对图像进行数字化的原因在于方便计算机运算和储存。像素是图像的基本单位,每一张图像都
17、由许多像素构成。像素的亮度用灰度值来表示,灰度值被划分为256阶,最亮为255,最暗为0。一张图像经过数字化成为很多小方块所组成的图像元素,每一个小方块中都标有一个坐标。行值从左往右从0一直增大,列值从上到下逐渐增大。数字图像处理是指采用相应的处理技术对图像进行有目的的处理和分析。数字图像处理包含的内容也很多,但是原理和使用的基本方法是一样的。这个学科常用的处理方法包括图像变换、图像的增强和复原、图像分割、图像编码压缩和图像分类等。2.2 基于视频的车辆检测原理 从交通检测系统开始出现到目前为止,从事这一领域研究的专家学者们研究出了大量卓有成效的车辆检测系统。车辆检测系统主要方法有微观检测法和
18、宏观检测法两种。其中宏观检测法检测的内容更加详细,会对整张目标图像进行检测;而微观检测法则只检测目标图像中的部分内容。宏观检测法需检测整幅图像的全部区域,使用这种检测方法可以检测出目标图像中的全部车辆信息。车辆的大部分信息都可以检测出来,例如车辆的行驶路线等。但是采用这种检测法来进行检测会有很多缺点。第一,由于需要对整幅图像进行检测,则必然导致处理的运算量非常大,占用系统资源大,因而这种检测法在车辆检测这种实时性要求高的系统中使用时必然会造成严重的延时;第二,对整幅图像进行检测会是目标物体分割地不明显,而且采用此法很难对静止物体进行有效地检测;第三,因为目标场景中会包含很多像花坛、路边建筑物、
19、红绿灯和树木等会对检测造成很大干扰的非目标物体,在这种情况下采用这种检测法进行检测误差会很大。微观检测法主要检测图像中的感兴趣区域,包括窗口检测法和线性检测法等。线性检测法的基本原理是在图像的某个固定位置设置一条检测线,通过统计检测线图像特征的变化如色彩突变、灰度跳变来判断是否有车辆通过。因为这种线式检测方的运算量小、占系统资源少,所以实时性不错,但是外界环境因素容易干扰这种检测法。窗口检测法的原理是在图像的某个特定区域设置一个较小的矩形检测框,利用统计矩形检测框内图像特征的变化来确定是否有车辆通过,这种方法的检测区域比线性检测法的检测区域要大一些。现在使用最多的检测法是区域检测法,这种方法结
20、合了以上两种检测法各自的优点。它的检测原理则是通过在图像设置若干处感兴趣区域(ROI),通过检测这些区域内的图像特征从而实现判断有无车辆通过的目的,区域检测法通常有背景差法、帧差法以及综合法等几种,但无论是哪种车辆检测方法,基本的车辆检测流程都相似,如图2-1所示。 图2-1 车辆检测的基本流程 背景差分法的原理是首先人工选取或通过一定的算法得到一张没有前景车辆的背景图像,再将之后的视频序列都通过与背景图像进行减运算得到差值图像,然后通过阈值化分割获得二值图像,从而实现检测车辆的目的。在这个方法中,背景是需要实时更新的,以保证准确性。帧差法的原理则是通过当前帧的图像与上一帧的图像进行减运算得到
21、差值图像,由于车辆是运动的,因此从差值图像中可以得到车辆运动轨迹的残差,然后通过图像分割方式得到需要的检测区域,常见的帧差法有两帧帧差法和三帧帧差法。 2.3 本章小结 本章主要介绍了一些与视频车辆排队检测相关的数字图像处理基础知识以及基于视频的车辆检测原理,为下文的算法研究做好背景铺垫。3. 车辆检测算法研究3.1 图像预处理车辆检测所需处理的图像大多是通过彩色摄像机在自然环境下采集而来的,在摄像机进行采集、运输和记录的过程中,由于采集环境的原因,经常会受到各种噪声的干扰,包括外界光照条件的变化、阴影的影响,还有摄像头成像误差、系统电路失真、光路扰动等引起的噪声。总体而言,摄像机所拍摄得到的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 车辆 排队 长度 检测 技术研究 论文
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【胜****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【胜****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。