车辆运行速度检测系统的研究与实现毕业论文.doc

车辆运行速度检测系统的研究与实现毕业论文 目 录 第一章 绪论 1 1.1研究背景 1 1.1.1国内外典型的车辆测速系统 1 1.1.2 常用的视频检测方法 2 1.2常用车速检测方法 3 第二章 视频测速系统 5 2.1视频测速方法概述 5 2.2 机动车视频测速模型 5 2.2.1 视频测速计时方案 6 2.2.2 交通场景图像标定 6 2.2.3 车速计算公式 6 2.3 视频测速模型精度分析 7 2.3.1视觉运动物体检测 7 2.4 图像处理算法 8 2.4.1高视觉分辨力的图像差分算子 8 2.4.2 自适应图像差分阈值选取算法 8 2.4.3 无影背景初始化算法 8 2.4.4 选择性背景更新算法 9 2.4.5 运动物体阴影消除算法 9 2.4.6 视觉运动物体检测算法 10 2.5多目标跟踪 10 2.5.1 模板匹配 10 2.5.2 模板更新 10 2.6 机动车视频测速系统工作流程及其关键技术 10 第三章 摄像机标定 12 3.1传统的标定方法 12 3.2本文提出的标定方法 14 3.2.1基于线性模型的一维标定算法 14 3.2.2由一维扩展至二维的标定算法 16 3.2.3二维标定算法的简化 18 3.3标定算法实现及结果 20 3.3.1标定参数设置 20 3.3.2标定结果 21 第四章 其他视频测速方法 27 4.1光流方程法 27 4.2 相位相关法 28 4.3视频测速原理 28 4.3.1视频测速前提 29 4.3.2 视频测速算法 30 4.4视频测速应用 32 4.4.1视频测速流程图 32 4.4.2采用牌照边框上下边缘测速 33 4.4.3 采用牌照字符上下边缘测速 34 4.4.4 动态闭值 35 4.5 性能分析 36 第五章 结论及展望 37 参考文献 38 谢 辞 39 附录A：外文翻译-原文部分 40 附录B：外文翻译-译文部分 47 第一章 绪论 1.1研究背景 国外智能交通系统(ITS)的发展始于20世纪60年代，目前国外ITS的研究、开发和利用主要集中在城市交通和高速公路两个方面。ITS总的发展趋势和竞争领域主要集中在一下几个方面:一是美日欧竞相开发智能交通系统体系结构。它是历届ITS世界大会的一个主题。美国国家ITS体系结构的研究始于1992年，采取自上而下的模式推进ITS体系结构的开发。二是美日欧日益重视智能交通系统标准化研究。ITS是先进的信息技术、通信技术、电子技术和交通运输管理系统相接合的大系统，其最基本的特征是“集成”，而标准化是系统集成的重要基础。目前，美日欧正在竞相向国际标准化组织提出ITS的系统方案，以便使之成为标准，从而在争夺ITS国际市场中占据有力位置。三是智能交通系统出现了从单一的道路运输智能化向综合运输智能化发展的趋势。目前世界TIS的发展主流是道路运输的智能化，但是，要从根本上解决交通运输问题，必定要实现整个综合运输系统的智能化。良好的智能交通系统需要大量准确的反馈信息，因此离不开高质量的交通信息的检测，否则，该控制系统不可能具备良好的性能。 我国己有成套的动态车速信息采集设备，对于安装GPS定位设备和车载计算机的车辆，可以实时监视车辆的运行状况，动态记录下车辆在各个路段的行驶速度。然而，国内在基于视频图像处理技术的交通信息采集方面的研究起步较晚，在交通迅猛发展的今天，随着经济的发展和科技的进步，越来越多的科研机构和公司开始进行这方面的研究，并取得了一些成绩。目前，我国对于实时车速采集算法和实时交通数据检测的研究还比较少，实时交通数据的扩展应用和相关软硬件的开发还比较薄弱，随着我国交通工程智能化水平的不断提高和道路交管部门的自动化水平的不断改善，基于视频图像处理的实时交通流信息采集系统必将有广阔的前景。 视频交通信息采集技术是一种便于使用、信息量大，功能全面的新型检测手段，代表了交通流信息采集技术的发展方向，随着人们对它认识的进一步增加和它本身技术的不断完善，视频交通信息采集技术将逐步取代现有的其他方法，起到交通信息采集技术主体的作用。 1.1.1国内外典型的车辆测速系统 （1）“速刻一维杂”道路超速录像系统 俄罗斯“速刻一维杂”道路超速录像综合安全监测系统，是“速刻”系列测速系统中的一种。该系统是测量动态路线的测速监视器，信息直接保存在计算机上，工作系统运用专门的程序和方便的图表，通过计算机录像监控部分路段，方便测量人员利用键盘控制测量速度等信息。例如:日期，时间，街名，监查人。 （2）交通流量视频分析仪 北京华恒信息系统有限公司的交通流量视频监测仪，是在工智能和图像处理基础上通过分析移动矢量，实时地分析录像中的交通流动情况，并提取交通状况的主要信息，然后再将分析结果数字化，以非常友好直观形式表达出来。这些结果包括:平均速度