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基于粒子滤波的车辆跟踪系统的研究与实现

作　者: 陈伟
导　师: 邹金慧
学　校: 昆明理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 智能交通 粒子滤波 车辆跟踪 ADO 数据库
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


智能交通系统(ITS)是未来交通的发展趋势,ITS所提供的信息的实时性和准确性为人们的生产和生活带来了很大的便利。利用图像处理技术和计算机视觉技术对交通状况进行检测与信息采集是智能交通系统中的重要研究课题,而车辆跟踪则是其中最为核心的部分。本文以智能交通系统中的运动车辆为研究对象,对车辆跟踪技术、粒子滤波理论及其改进算法、信息系统的设计与实现中的难点问题进行了研究,从而开发出一个车辆跟踪系统。在车辆跟踪方面,分析了基于特征、基于区域、基于活动轮廓、基于模型的车辆跟踪基本方法及卡尔曼滤波、粒子滤波等常用算法。重点研究了粒子滤波算法的原理和实现步骤。通过分析对比,发现几种跟踪算法的实际效果并不是很理想。于是本人对基本粒子滤波跟踪算法作了改进,提出了一种新的基于改进粒子滤波的车辆跟踪算法并进行编程实现。实验结果表明,此算法在实际的快速路上,基本能满足系统的要求,具有较高的实用性。在信息系统的设计与实现方面,用Visual C++6.0和Open CV开发了基于Access数据库的车辆信息管理系统,并采用ADO访问数据库的编程方法,实现了车辆信息的自动存取、添加、删除以及多种方式的模糊查询等多项功能。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 论文研究背景及意义  8-9
  1.2 目标跟踪的基本内容和研究现状  9-10
    1.2.1 目标跟踪的基本内容  9
    1.2.2 目标跟踪的研究现状  9-10
  1.3 粒子滤波算法的研究现状  10-11
  1.4 课题来源及主要研究内容  11-12
    1.4.1 课题来源  11-12
    1.4.2 主要研究内容  12
  1.5 章节安排  12-13
  1.6 本章小结  13-14
第二章 车辆跟踪方法及常用算法  14-23
  2.1 引言  14
  2.2 车辆跟踪的原理和实质  14-15
  2.3 车辆跟踪的基本方法  15-19
    2.3.1 基于特征的跟踪(Feature-based Tracking)  15-16
    2.3.2 基于区域的跟踪(Region-based Tracking)  16-17
    2.3.3 基于活动轮廓的跟踪(Active Contour-based Tracking)  17
    2.3.4 基于模型的跟踪(Model-based Tracking)  17-19
  2.4 车辆跟踪常用算法  19-22
    2.4.1 卡尔曼滤波算法(Kalman Filter Algorithm)  19-21
    2.4.2 粒子滤波算法(Particle Filter Algorithm)  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第三章 粒子滤波及其改进算法  23-33
  3.1 引言  23
  3.2 蒙特卡罗(Monte Carlo)采样  23-24
  3.3 递推贝叶斯估计算法  24-25
  3.4 粒子滤波(Particle Filter)算法  25-29
    3.4.1 粒子滤波算法的基本思想  25-26
    3.4.2 粒子滤波算法的原理  26-27
    3.4.3 粒子滤波算法的步骤  27-29
  3.5 常用的粒子滤波改进算法  29-32
    3.5.1 SIR粒子滤波算法  30
    3.5.2 ASIR粒子滤波算法  30-31
    3.5.3 RPF算法  31-32
  3.6 本章小结  32-33
第四章 基于改进粒子滤波算法的车辆跟踪  33-43
  4.1 引言  33
  4.2 新的粒子滤波改进算法  33-36
  4.3 基于改进粒子滤波算法的车辆跟踪流程  36-37
  4.4 改进粒子滤波算法的编程实现  37-39
    4.4.1 编程实现流程图  37-38
    4.4.2 部分代码  38-39
  4.5 实验结果分析  39-42
    4.5.1 粒子跟踪与卡尔曼跟踪效果对比及分析  39-41
    4.5.2 结果统计与误差分析  41-42
  4.6 本章小结  42-43
第五章 车辆信息系统的设计和实现  43-53
  5.1 引言  43
  5.2 ADO的结构体系  43-44
  5.3 ADO访问数据库  44-47
    5.3.1 ADO访问数据库的结构  44
    5.3.2 ADO访问数据库的实现流程  44-47
  5.4 编程实现步骤  47
  5.5 主界面功能及设计  47-49
    5.5.1 主界面的功能  47-48
    5.5.2 主界面设计  48-49
  5.6 车辆信息添加设计  49
  5.7 车辆信息查询设计  49-52
    5.7.1 车辆信息查询界面设计  49-50
    5.7.2 选择查询条件及结果显示  50-52
  5.8 车辆信息删除设计  52
  5.9 本章小结  52-53
第六章 总结与展望  53-55
  6.1 总结  53-54
  6.2 展望  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-59
附录(攻读学位期间发表论文)  59

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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 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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