基于視頻的城市交通擁擠檢測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、急劇增長的機(jī)動(dòng)車保有量與十分有限的路網(wǎng)容量之間的嚴(yán)重不平衡,造成了如今全世界范圍內(nèi)各大城市普遍可見的城市交通擁擠現(xiàn)象。許多實(shí)踐證明,單獨(dú)從交通需求或供給上試圖解決交通擁擠都是很難奏效的,而且我國很多城市也面臨著無地可用來新建道路設(shè)施的尷尬。此時(shí),交通管理就顯得尤為重要,完善的管理能最大限度的發(fā)揮出路網(wǎng)的容量,反之則會(huì)降低路網(wǎng)容量。近些年來,一種智能且高效的交通管理手段正應(yīng)運(yùn)而生——智能交通系統(tǒng),Intelligent Transport

2、ation System,簡稱ITS。智能交通系統(tǒng)是將先進(jìn)的信息技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系,而建立起的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的,實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合運(yùn)輸和管理系統(tǒng)。許多發(fā)達(dá)國家和地區(qū)早就已經(jīng)開始了對(duì)智能交通系統(tǒng)的研究和使用,我國近些年來也逐漸加大了對(duì)這一領(lǐng)域的研究,其廣泛的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)社會(huì)價(jià)值正使得對(duì)智能交通系統(tǒng)的研究成為新興熱門的研究課題。
　　 智能交通

3、系統(tǒng)是一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng),本研究中提出的基于視頻的城市交通擁擠檢測(cè)系統(tǒng)就是其中一個(gè)最基礎(chǔ)的子系統(tǒng),主要實(shí)現(xiàn)對(duì)城市主要道路進(jìn)行實(shí)時(shí)交通狀態(tài)的檢測(cè)和判別,并將準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果提供給交通管理部門,為其提供必要的決策依據(jù)。各國研究人員都展開了對(duì)這一系統(tǒng)的研究,但是目前國內(nèi)成型的交通擁擠檢測(cè)系統(tǒng)卻不多。本文根據(jù)當(dāng)前國內(nèi)外先進(jìn)的硬件和軟件技術(shù)設(shè)計(jì)了一套基于視頻的智能交通擁擠檢測(cè)系統(tǒng),并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)各部分及其實(shí)現(xiàn)過程。
　　 本文中提出的核

4、心算法包括兩個(gè)方面:擁擠判別主要交通參數(shù)的檢測(cè)算法及交通擁擠檢測(cè)算法。擁擠判別主要交通參數(shù)的檢測(cè)基于先進(jìn)的視頻檢測(cè)技術(shù),首先通過簡單的背景差法獲得車輛目標(biāo),但是由于背景差法的局限性使得提取的車輛目標(biāo)中包含車輛陰影,因此通過歸一化互相關(guān)算法將車輛陰影去除以獲得完整的車輛目標(biāo);再運(yùn)用虛擬檢測(cè)線和虛擬檢測(cè)面相結(jié)合的改進(jìn)虛擬線圈檢測(cè)方法檢測(cè)本研究中所需的三個(gè)交通參數(shù)——流量、速度和占有率。交通擁擠檢測(cè)算法首先分析各國交通擁擠狀態(tài)的定義并將交通擁

5、擠狀態(tài)按4個(gè)等級(jí)劃分——暢通、輕度擁擠、擁擠和嚴(yán)重?fù)頂D,并通過借鑒其他領(lǐng)域提出的蟻群算法和模糊C均值聚類算法獲得交通擁擠狀態(tài)的4個(gè)等級(jí)聚類中心,再通過計(jì)算當(dāng)前交通參數(shù)對(duì)各等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度來確定當(dāng)前交通參數(shù)所反映的交通擁擠狀態(tài)。
　　 本文中系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主要包括兩個(gè)部分,硬件部分主要介紹了本研究采用的處理平臺(tái)——TI公司研發(fā)的高性能數(shù)字信號(hào)處理器(TMS320DM642),以及其視頻采集和回放的硬件設(shè)備配置;軟件部分主要介紹了系統(tǒng)的軟