基于视频的公路卡口车辆检测技术研究与实现-交通信息工程及控制专业论文.docx

Research and Implementation of Highway Gate Vehicle Detection Technology Based on Video A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Zhang Tong Supervisor：Prof. Zhao Xiangmo Chang’an University, Xi’an, China i i 摘 要 公路卡口的自动化水平影响着道路的通行能力，基于视频的公路卡口车辆检 测技术成为智能交通领域的重要研究内容之一。本文对国内外现有研究成果及技 术进行系统总结及把握的基础上，采用视频图像处理技术对城市快速干道公路卡 口处进行较为深入的研究。 （1）本文以西安市南二环中段公路卡口处视频图像序列作为研究目标，对车 辆视频检测技术进行了研究。通过对南二环中段公路卡口处采集的车辆视频进行 分析，对传统的车辆检测算法进行改进，将背景减除法和帧间差分法结合使用， 设计了一种改进的运动车辆检测算法。改进后的算法既消除了产生的空洞现象， 又避免了直接使用帧间差分法产生的拖尾现象。 （2）设计了运动车辆跟踪匹配算法，利用 Kalman 滤波对预测位置进行预测， 以当前帧图像中车辆所在位置为中心，建立坐标系，将车辆运动平面区域按照坐 标四个象限分为四块搜索区域，依据区域分配的优先级进行区域的同时搜索，提 高搜索效率。根据车辆质心的运动轨迹，计算出车辆进入公路卡口处的车速变化 和平均速度。通过视频检测到的运动车辆，进行轮廓的外部提取，统计出进入公 路卡口处的车辆数量。 （3）研究分析了车辆车牌识别算法，通过对视频中检测到的车辆，利用边缘 检测投影，结合车牌的先验知识进行车牌的定位；利用字符的垂直投影，结合了 车牌的先验知识进行车牌字符的分割；将分割后的字符和数据库中的模板字符进 行比对，并且记录存入数据库中，增强了交管部门对于公路卡口处的控制和管理。 本文算法是针对西安市南二环公路卡口处的实际情况进行改进和设计，也经 过了实验验证，结果表明，本文改进的运动车辆检测算法可以很好的将车辆检测 出来，车辆的数目统计准确。车辆匹配效率有所提高，车速测量精度和车牌识别 率都取得了较为良好的效果。 关键词：公路卡口，视频，运动车辆检测，车辆跟踪匹配，车牌识别 iii iii iv iv Abstract As the automation level of road gate affects traffic capacity of roads, video-based road gate vehicle detection technology has become an important part of research in the field of intelligent transportation. On the basis of the conclusions and grasp of the existing domestic and international research and technology, the paper has conducted more thorough research to the urban expressway highway gate using video image processing technology more. The paper has researched vehicle video detection technology with the road gate video image sequence of South Second Ring Road of Xian as research target. Through the analysis of vehicle video Collected at the gate of South Second Ring Road, the traditional vehicle detection algorithm has been improved, and an improved algorithm detection of moving vehicles has been provided through combination of background subtraction and interframe difference method. The improved algorithm not only could eliminate the cavitation cau