基于视频序列的交通流量统计算法研究与设计-通信与信息系统专业论文.docx

PAGE PAGE 3 太原理工大学研 士研究生学位论文 1.3 交通流量统计的应 用 交通流量统计的应用范围非常的广，下面介绍了交通流量统计在交通引导、道路规 划等方丽的 一些典型应用。 第一，应用在交通 引导方面(7]。现在城市交通堵塞问题严重，在车辆高峰期 ，如果 我们可以实时的统计出当前时间段每条道路的 车流量 ，显示公路网的全部情况，通过合 理调度，让车辆改线和增加进出车道，缓解交通拥堵状况。 第二 ，应用在道路桥梁设计平n检测加固方面(81。在现代交通中，桥梁的过往车辆一 般都是中、小型车辆 ，车辆的频繁通过会对桥梁的 结构造成疲劳破坏，使桥梁结构的负 载能力和可靠性 下降。如果统计出经过桥梁的交通流量 ，就可以借此分析桥梁的疲劳 程 度，在桥梁加固和安全复检 中具有重要作用。 第三 ，应用在交通控制方面问。在进行交通控制的时候，如果不结合道路具体的交 通流量，那么交通控制的有效性就会大大降低 。可以根据道路实际的交通流量，对道路 的红绿灯数量，红灯和绿灯的控制时间进行合理设置。 第四，应用在道路养护方面 [IOJ 。在对道路进行养护的时候，主要是结合交通流量的 大小和道路铺设的质量进行综合 判断 。为了合理有效的提高养护的成效，就可以对交通 流量大的道路优先配备道路清 扫车，洒水车，在交通流量不高的时候，让工人进行道路 破损维修。 第五，应用在道路建的设计方面 [9J 。现在经济发展迅猛，汽车拥有量一直持续高速 增长，有的道路 已经满足不了当前的交通量，那么 便可以根据道路交通流量的大小，进 行合理的加宽改造。在铺设新道路的时候，也可以根据交通流量，进 行道路级别的划定。 从以上儿个应用可以看出，交通流量统计 在解决城市交通拥堵，合理进行桥梁道路 维护，规划新建道路级别等方面具有重要的作用。 1.4研究现状 目前，发达国家在视频交通流量统计系统的研究方面发展迅速 ，己经取得较大的进 展，交通流量统计的研究在道路交通中 已经得到了成熟的应用 [IIJ 。在我国，起初计算 机视频检测技术的研究基础比较薄弱，尤其是视频处理的关键技术 ，比如数字图像处理、 模式识别、计算机视觉的研究比国外落后。随着我国科技实力的不断增强，计算机视觉 太原理工大学硕士研究生学位论文 等相关技术的长足进步给计贺.机视频检测技术的研究和应用提供了强奋力的技术支持。 城市基础温路的建设也给这方面的研究提供了实际的应用需求.现在，己经有不少公司 做出了产品.另外，国内的 一些高校在这方面也做了深入的研究. 1.5 本文的组织结构 当前，视频交通流氓统计算法研究是图像和视频处理领域研究的热点，它丛图像处 理、模式识别、计算机视觉等多方面相结合的技术，通常都是由运动军辆检测及阴影消 除和车辆跟踪两 4-重要部分 组成。在第一个阶段做到能正确的进行车辆检测、识别、分 割，这些都扯下一步车辆跟踪阶段 的基础，对整个算洼的效果和实时性有着直接联系。 对运动电辆检测阶段来说，前最目标检 测分害1)算法是视频交通流盘统计系统的核心技 术，也是视频图像处理领域中很多实际 应用系统实现的 基础。本文也正是以运动车辆检 测与分割为基点研究对犁 ，后续用卡尔 曼施波器实现车辆的跟踪，最终 完成东流量统计 算法的研究，并且实验的时候，准确性和实时性都很高。 本文后续组织结构将会对基于视频序列的交通流量统计算法中的各个环节进行研 究，主要的内容包括复杂环境下动态目标检测技术的研究，运动车辆阴影的检测和消除 的研究，多目标跟踪技术的研究，交通流量实时统计显示的研究. 本文的组织结构如下 : 第 - 章主要对课题研究的背景和意义进行描述，并且分析了国内外研究现状以及存 在的问题，同时对论文的结构进行了安排。 第二章主要研究了运动车辆检 测方法 。主要内容包括 : ( 1 ) 采用背景差分法和 三帧 差分法相结合 的运动车辆柿坝IJ 方法 ，并采用 OSTU 动态阁ff?进行图像分别。 (2)对年辆 容易产生的阴影进行检测和消除，阐述了阴影产生的机理，采用了在 HSV 空间进行阴 影检测和消除的方法。 第二章研究了多运动车辆跟踪 技术。 首先对运动车辆跟踪的常见方挂进行分 析。然 后来用卡尔曼滤波器对要跟踪车辆的运动特征进行选取 ，对运动车辆的位宜、大 小、 速 度特征的提取，估计 ，跟踪，匹配过程进行分析研究。同时提出了对新运动目标进入和 运动目标消失的判断和处理方法。 第四章在运动目标检测、运动目标阴影检测、多目标跟踪、 OpenCV 图像视觉库描 述的基础上，对智能交通系统中交通流量检测进行了完整的设计与实现， 经过实验测试 杰!京烧 立，大学硕十研究生学位论文 达到 96%-98%左右的准确率，完全能满足实际需求。 第五章为全文总结和 工作