基于視頻的城市交通擁擠檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、急劇增長的機動車保有量與十分有限的路網(wǎng)容量之間的嚴重不平衡,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。許多實踐證明,單獨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,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)是將先進的信息技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)以及計算機技術(shù)等有效地集成運用于整個交通運輸管理體系,而建立起的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的,實時、準確、高效的綜合運輸和管理系統(tǒng)。許多發(fā)達國家和地區(qū)早就已經(jīng)開始了對智能交通系統(tǒng)的研究和使用,我國近些年來也逐漸加大了對這一領(lǐng)域的研究,其廣泛的應(yīng)用前景和經(jīng)濟社會價值正使得對智能交通系統(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系統(tǒng)就是其中一個最基礎(chǔ)的子系統(tǒng),主要實現(xiàn)對城市主要道路進行實時交通狀態(tài)的檢測和判別,并將準確的檢測結(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這一系統(tǒng)的研究,但是目前國內(nèi)成型的交通擁擠檢測系統(tǒng)卻不多。本文根據(jù)當(dāng)前國內(nèi)外先進的硬件和軟件技術(shù)設(shè)計了一套基于視頻的智能交通擁擠檢測系統(tǒng),并詳細介紹了系統(tǒng)各部分及其實現(xiàn)過程。
　　 本文中提出的核

4、心算法包括兩個方面:擁擠判別主要交通參數(shù)的檢測算法及交通擁擠檢測算法。擁擠判別主要交通參數(shù)的檢測基于先進的視頻檢測技術(shù),首先通過簡單的背景差法獲得車輛目標,但是由于背景差法的局限性使得提取的車輛目標中包含車輛陰影,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;再運用虛擬檢測線和虛擬檢測面相結(jié)合的改進虛擬線圈檢測方法檢測本研究中所需的三個交通參數(shù)——流量、速度和占有率。交通擁擠檢測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個等級劃分——暢通、輕度擁擠、擁擠和嚴重擁擠,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個等級聚類中心,再通過計算當(dāng)前交通參數(shù)對各等級標準的隸屬度來確定當(dāng)前交通參數(shù)所反映的交通擁擠狀態(tài)。
　　 本文中系統(tǒng)實現(xiàn)主要包括兩個部分,硬件部分主要介紹了本研究采用的處理平臺——TI公司研發(fā)的高性能數(shù)字信號處理器(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