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基于摄像机标定的交通流参数检测研究

作　者: 安泽萍
导　师: 孙大跃
学　校: 长安大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 视频检测 交通流参数 摄像机标定 平面单应性 目标检测跟踪
分类号: U495
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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引　用: 3次
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内容摘要


智能运输系统ITS是将人、车、路和谐地融为一体,代表了交通运输现代化的发展方向。交通流参数检测作为智能运输系统的一个重要研究方向,对高速公路监控、管理以及政策研究、道路设计具有重要的意义。本文集视频技术、图像处理技术、模式识别技术以及通信技术等多项应用为一体,采用计算机视频检测方式对交通流参数进行检测。系统以江苏省宁常高速公路监控系统为工程依托,从对现有交通流参数检测方法的分析入手,设计了系统的框架模型与数据流程。论文重点研究摄像机标定技术,分析了摄像机标定技术的原理以及常用的摄像机标定方法,针对高速公路的实际情况以及应用需求,提出了基于平面单应性矩阵的摄像机标定算法,通过摄像机标定将检测区域进行网格划分,在此基础上进行交通流量、车辆实时速度、车辆平均速度以及道路占有率等交通流参数的检测。此外,本文选择合适的目标检测算法并加以实现,包括背景提取及更新算法、目标检测算法、阴影消除算法以及目标跟踪算法。经测试,交通量以及平均车速准确率达90%以上,实时速度准确率在85%以上,道路占有率检测结果符合实际情况。基于上述研究,本文开发实现了基于摄像机标定的交通流参数检测系统(CCTPD),包括运行于视频检测服务器的检测程序、运行于检测终端的检测客户端及画图软件,并获得实际的工程应用。系统运行稳定、安全、可靠,具有较高的实际应用价值。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 研究背景及意义  9-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 国内研究现状  12-13
    1.2.2 国外研究现状  13-14
  1.3 研究目的及内容  14-15
    1.3.1 研究目的  14-15
    1.3.2 研究内容  15
  1.4 本文内容安排  15-17
第二章 现行交通流参数检测技术分析  17-30
  2.1 交通流理论  17-23
    2.1.1 交通流概述  17-18
    2.1.2 交通流参数分析  18-22
    2.1.3 交通流参数之间的相互关系  22-23
  2.2 常用的交通流参数检测  23-27
    2.2.1 传统交通流参数检测  23-26
    2.2.2 基于视频的交通流参数检测  26-27
  2.3 基于摄像机标定的交通流参数检测  27-30
第三章 摄像机标定研究  30-50
  3.1 摄像机透视投影原理  31-38
    3.1.1 坐标系转换  31-35
    3.1.2 针孔成像原理  35-36
    3.1.3 非线性摄像机成像原理  36-38
  3.2 常见的摄像机标定算法分析  38-42
    3.2.1 传统摄像机标定算法  39-40
    3.2.2 摄像机自标定算法  40-41
    3.2.3 双目立体视觉标定  41-42
  3.3 基于平面单应性矩阵的摄像机标定算法  42-50
    3.3.1 平面单应性矩阵标定算法设计  42-44
    3.3.2 平面单应性矩阵标定算法实现  44-50
第四章 CCTPD系统设计  50-61
  4.1 系统设计目标  50-51
  4.2 系统框架  51-58
    4.2.1 框架模型  51-52
    4.2.2 检测模型  52-53
    4.2.3 系统组成  53-57
    4.2.4 系统设计用例  57-58
  4.3 系统功能设计  58-59
  4.4 系统工作流程  59-61
第五章 系统开发与实现  61-73
  5.1 车辆检测模块  61-67
    5.1.1 背景提取及更新  61-63
    5.1.2 目标检测算法  63
    5.1.3 阴影消除算法  63-64
    5.1.4 目标跟踪算法  64-66
    5.1.5 系统开发  66-67
  5.2 画图软件开发  67-69
  5.3 交通流参数计算  69-71
    5.3.1 交通量计算  69-70
    5.3.2 车速计算  70
    5.3.3 车辆占有率计算  70-71
  5.4 视频检测终端开发  71-73
第六章 系统运行与测试  73-76
  6.1 系统运行环境  73
  6.2 系统测试  73-74
    6.2.1 车流量测试  73
    6.2.2 车速测试  73-74
    6.2.3 占有率测试  74
  6.3 误差分析  74-76
第七章 结论  76-78
  7.1 总结  76
  7.2 尚待进一步研究的问题  76-78
参考文献  78-80
致谢  80

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 交通工程与公路运输技术管理 > 电子计算机在公路运输和公路工程中的应用
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