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基于视频的轨道交通客流监控系统的设计与实现

作 者: 王兵兵
导 师: 陈志新
学 校: 北京建筑工程学院
专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 轨道交通 客流安全 图像处理 视频监控
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 44次
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内容摘要


近年来,我国城市轨道交通发展迅猛,已逐步成为解决城市交通拥堵问题的主要手段。客流安全监控是轨道交通车站日常运营中的重要内容,而目前轨道交通车站内广泛使用的闭路电视(CCTV)监控系统由于只能被动监测,主动回应性不足的缺点难以满足车站的自动化监控需求,本文基于此开展了相应的研究工作。本文首先介绍了目前国内外视频客流监控系统的研究现状,并总结了该技术所面临的困难,阐明了本系统设计的意义,对本系统设计所涉及的图像处理技术和轨道交通客流方面的知识进行了介绍,着重对我国轨道交通客流的变化特征进行了总结分析。其次,通过对轨道交通客流图像特点的研究,设计了本系统的客流检测方法。基于多帧平均值法对视频客流图像进行背景差分,采用自适应阙值对图像进行二值化,进而提取行人目标区域;采用基于模板匹配的方法进行了行人识别,并用图像尺度变换方法对算法进行了优化。接着对客流特征进行分析得出了客流的速度、流量及密度是三个客流安全状态判别的重要参数,并基于核心参数客流密度设计了轨道交通客流安全级别,用于后续研究。最后,详述了本系统的软、硬件设计方法,采用Visual C++和Matlab混合编程方法进行了系统算法和人机界面的实现,并在实验环境下验证了系统的有效性、实时性和可靠性。本系统能实现对视频客流图像的处理分析、参数提取以及安全等级判别等功能,并为轨道交通车站日常的运营管理和安全保障工作提供了相应的技术支持,系统本身具有较强的适用性。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
第1章 绪论  7-13
  1.1 选题意义  7-8
  1.2 国内外视频客流监控系统的研究现状  8-10
  1.3 行人检测技术的研究现状  10-11
  1.4 客流视频监控技术所面临的困难及发展趋势  11-12
  1.5 本论文的主要内容及结构  12-13
第2章 轨道交通客流监控系统的理论基础  13-23
  2.1 图像处理技术  13-18
    2.1.1 图像处理的概念  13-14
    2.1.2 数字图像的运算  14-17
    2.1.3 视频图像处理的基本内容  17-18
  2.2 图像识别技术  18
  2.3 轨道交通客流综述  18-22
    2.3.1 轨道交通客流的概念  18-19
    2.3.2 轨道交通客流的分析  19-22
  2.4 本章小结  22-23
第3章 客流检测算法的设计  23-43
  3.1 客流视频图像的特点及算法整体结构  23-24
  3.2 行人目标区域的提取方法  24-35
    3.2.1 帧差法  25-27
    3.2.2 光流法  27-28
    3.2.3 背景差分法  28-35
  3.3 行人目标识别的方法  35-41
    3.3.1 基于运动的行人目标识别方法  35
    3.3.2 基于形状的行人目标识别方法  35-41
  3.4 本章小结  41-43
第4章 轨道交通客流安全判别的设计  43-48
  4.1 轨道交通车站的客流特征分析  43-45
    4.1.1 客流的速度  43-44
    4.1.2 客流的流量  44
    4.1.3 客流的密度  44-45
  4.2 轨道交通车站客流安全参数的研究  45-46
  4.3 客流安全等级的设定  46-47
  4.4 本章小结  47-48
第5章 轨道交通客流监控系统的设计与实现  48-59
  5.1 轨道交通客流监控系统的设计  48-52
    5.1.1 轨道交通中的客流特点  48
    5.1.2 系统实现的功能及目标  48-49
    5.1.3 系统设计  49-52
  5.2 轨道交通客流监控系统的实现与测试  52-58
    5.2.1 视频图像的预处理  53-55
    5.2.2 行人目标的识别与检测  55-58
    5.2.3 客流安全等级判定  58
  5.3 本章小结  58-59
结论与展望  59-60
参考文献  60-65
致谢  65-66
攻读硕士学位期间发表的学术论文  66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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