基于视频的车辆检测及拥堵预警系统的设计

CHENGNANCOLLEGEOFCSUST毕业设计（论文）题目：基于视频的车辆检测及拥堵预警系统的设计学生姓名：伍奇学号：200884250226班级:258410802专业：电子信息工程指导教师：贺科学2012年6月基于视频的车辆检测及拥堵预警系统的设计学生姓名：伍奇学号：200884250226班级：258410802所在院(系):电气与信息工程系指导教师：贺科学完成日期:2012.06城南学院毕业设计（论文）任务书电气与信息工程系电子信息工程专业258410802班题目基于视频的车辆检测及拥堵预警系统的设计任务起止日期：2012年3月12日-2012年6月15日学生姓名伍奇学号200884250226指导教师贺科学教研室主任年月日审查院长年月日批准一、毕业设计（论文）任务课题内容近年来，随着社会经济的快速发展，国内许多公路（特别是京珠高速公路）的车流量与日俱增，引发了越来越多的交通事故和道路拥堵，造成了巨大的财产损失和人员伤亡。因此，交通信息检测系统被广泛应用于交通运输生产实践中，检测的内容包括每个车道所通过的车流量、车辆平均速度和瞬时速度、车型分类、平均车距、道路占有率等信息，对于交通运行效率和安全有着非常重要的应用价值。目前，公路监控系统大多采用感应式线圈的检测方法，在应用中存在施工、维护困难等缺点，与之相比，基于视频的检测方法能够得到除感应式线圈所能检测的数据外，还可以能够获得更多的交通流信息，如监视大范围场景，识别车辆类型和车辆运行轨迹等，另一个优点是安装维护时不影响道路的使用。本课题以交通信息检测为研究背景，通过分析高速公路的视频图像，获取车辆目标（运动目标）及车辆的速度，主要内容包括：（1）通过分析视频图像序列建立交通场景的背景；（2）在背景建模的基础上，实时提取运动目标；（3）建立交通视频图像中的像素坐标与路面世界坐标系的映射关系；（4）计算拥堵的车辆排队长度的计算。课题任务要求1、认真收集阅读资料文献；2、掌握Matlab或OpenCV的编程及应用；3、掌握视频文件的读写和编程；4、灵活运用Matlab或OpenCV在图像处理中的应用；5、运动目标提取算法及编程实现；6、设计计算拥堵的车辆排队长度的方法。7、提出系统的设计设计方案的论证合理；8、设计过程思路通顺，步骤清晰，程序正确；9、论文书写规范。课题完成后应提交的资料（或图表、设计图纸）1、毕业设计的论文（中英文摘要、正文，参考文献，附录，致谢等）。2、程序源代码清单及说明文档。3、毕业设计开题报告。4、英文资料的相关译文。主要参考文献与外文翻译文件（由指导教师选定）[1]王力，王川久，沈晓蓉，范跃祖.智能交通系统中实时交通信息采集处理的新方法.系统工程.2005.6[2]夏红霞，周宏，杨红云.基于GIS/GPS车辆监控系统实现及关键技术.微机发展.Vol.14No.8，2004.8[3]宫晓燕.基于数据挖掘的交通流数据过滤算法.2003全国智能交通系统交通信息采集与融合技术研讨会论文集.杭州，2003:163～173[4]吴淑琴.导航电子地图标准化及基于GIS的交通流分析.中南大学硕士学位论文.2003.[5]茆诗松，周纪芗.概率论与数理统计.北京:中国统计出版社，2000.[6]罗欣，基于图像处理技术的车辆检测流量统计技术研究：[硕士学位论文]，电子科技大学，2005[7]王积分，张新荣著，计算机图像识别，北京：中国铁道出版社，1988[8]冈萨雷斯著，阮秋琦，阮宇智译，数字图像处理（第二版），北京：电子工业出版社，2003[9]辛明瑞高德远佟凤辉著，微电子学与计算机（第11期），西安：西北工业大学航空微电子中心，2004:164～168[10]AbnamezukT.AMicrocomputerBasedTVDetectorforRoadTraffic.SyposiumonroadResearchProgram,Tokyo,Japan,1984,(10):562-567.[11]InigoRM.ApplicationofMachineVisiontoTrafficMonitoringandControl.IEEE.TranscationsonVehicularTechnology,1989,38(3):112-122.外文翻译：XINMing-ruiGAODe-yuanTONGFeng-huiResearchonSIMDArchitectureforDigitalImageProcessing.AviationMicroelectronicsCenterofNorthwesternPolytechnicalUniversity,2004.同组设计者注：1.此任务书由指导教师填写。如不够填写，可另加页。2.此任务书最迟必须在毕业设计（论文）开始前一周下达给学生。3.此任务书可从教务处网页表格下载区下载二、毕业设计（论文）工作进度计划表序号毕业设计（论文）工作任务工作进度日程安排周次12345678910111213141516171819201查阅资料,翻译文献一一2系统分析,完成开题报告一一3系统功能设计一4系统功能模块设计、软件各部分规划一一5算法验证、各功能模块程序开发一一一6程序调试，修改一一7论文书写一一一8论文修改一一9准备答辩，制作演示软件一一10论文答辩一一注：1.此表由指导教师填写；2.此表每个学生人手一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据；3.进度安排请用“一”在相应位置画出。三、学生完成毕业设计（论文）阶段任务情况检查表时间第一阶段第二阶段第三阶段内容组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况组织纪律完成任务情况检查记录教师签字签字日期签字日期签字日期注：1.此表应由指导教师认真填写。阶段分布由各学院自行决定。2.“组织纪律”一档应按《长沙理工大学学生学籍管理实施办法》精神，根据学生具体执行情况，如实填写。3.“完成任务情况”一档应按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写。包括优点，存在的问题与建议4.对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出忠告并督促其完成。四、学生毕业设计（论文）装袋要求：1.毕业设计（论文）按以下排列顺序印刷与装订成一本（撰写规范见教务处网页）。(1)封面(2)扉页(3)毕业设计（论文）任务书(4)中文摘要(5)英文摘要(6)目录(7)正文(8)参考文献(9)致谢(10)附录（公式的推演、图表、程序等）(11)附件1：开题报告（文献综述）(12)附件2：译文及原文影印件2.需单独装订的图纸（设计类）按顺序装订成一本。3.修改稿（经、管、文法类专业）按顺序装订成一本。4.《毕业设计(论文)成绩评定书》一份。5．论文电子文档[由各学院收集保存]。学生送交全部文件日期学生（签名）指导教师验收（签名）基于视频的车辆检测及拥堵系统的设计基于视频的车辆检测及拥堵预警系统的设计摘要近几十年来，世界工业技术得到了突飞猛进的发展，各国汽车数量增长迅猛。根据来自公安部交通管理局的消息，目前我国机动车保有量已达1.99亿辆，其中汽车8500多万辆。汽车数量的迅速增加造成交通拥挤严重、交通事故频发、交通环境的恶化，给我国城市道路交通问题提出了严峻考验。本文以静止单孔摄像机获取的交通场景视频作为研究对象，以提取场景内的交通参数为目的，在参阅国内外相关文献的基础上，对所涉及到的几种运动目标检测方法进行了归纳总结和比较，分析了车辆检测方法的基本原理、应用范围和优缺点，采用了适合于交通参数检测的检测方法，实现了一个视频车流检测系统。本文主要内容有：（1）介绍了现今交通车辆检测常用的些方法，例如环形线圈检测技术，微波检测技术等。与此同时，基于视频序列的交通流量统计近年来发展迅速，由于它具有检测区域大、系统设置灵活等突出的优点，己成为交通流量统计领域研究的热点。（2）在车流量检测方面采用了混合高斯模型提取道路背景并进行实时背景更新，并利用形态学方法进行图像处理，最后采用设置虚拟检测线的方式统计车辆个数。（3）利用单位时间内通过路口的车流量来反映这段时间内的这段路间的交通拥堵情况。关键词：车流量；高斯算法；背景更新；形态学；虚拟检测线基于视频的车辆检测及拥堵系统的设计BASEDONTHEVIDEODETECTIONANDCONGESTIONPRE-WARNINGSYSTEMDESIGNABSTRACTInrecentdecades,theworld'sindustrialtechnologygotbyleapsandboundsdevelopment,countriescarnumberisgrowingrapidly.Accordingtotheministryofpublicsecuritytrafficfromthenewsoftheadministration,atpresentourcountrymotorvehiclequantitieshasreached1.99billionvehicles,includingcarsmorethan8500vehicles.CarNumbersoftherapidincreaseintrafficcongestioncausedserioustrafficaccidentfrequency,traffic,thedeteriorationoftheenvironment,totheurbanroadtrafficproblemsputforwardtheordeal.Thispaperinastatictrafficsceneforapuckercameravideoastheresearchobject,thescenetoextracttrafficintheparametersforthepurpose,inrefertotherelatedliteratureathomeandabroad,onthebasisoftheinvolvedseveralmovingobjectdetectionmethodhassummarizedandcompared,analyzesthevehicledetectionmethodofthebasicprinciple,applicationandadvantagesanddisadvantages,usingasuitablefortrafficparameterstestingmethodofdetection,implementsavideotrafficdetectionsystem.Thispapermainlythecontents:(1)Tointroducethenowtrafficvehicledetectioncommonlyusedsomemethods,suchastheringcoiloftestingtechnology,microwavetestingtechnology,etc.Atthesametime,basedonvideosequenceoftrafficflowstatisticsdevelopedveryrapidlyinrecentyears,becauseithasalargesystemSettingsdetectionarea,flexible,andotherprominentadvantages,hasbecomethetrafficflowtotheresearchofstatistics.(2)Intheinspectionofthetrafficusingthegaussianmixturemodelroadextractionandreal-timebackgroundbackgroundupdates,anduseofmathematicalmorphologymethodforimageprocessing,thenusingvirtualtestlinewayofstatisticalvehiclenumber.(3)Useunitt