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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于視頻的車(chē)速、車(chē)流量檢測(cè)器
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 基于視頻的車(chē)速、車(chē)流量檢測(cè)器以視頻分析處理技術(shù)為基礎(chǔ)，以DSP開(kāi)發(fā)板為硬件處理平臺(tái)，設(shè)計(jì)了一種高效的車(chē)速、車(chē)流量檢測(cè)算法。該算法通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視信號(hào)進(jìn)行分析和處理，從而獲得當(dāng)前監(jiān)測(cè)路段實(shí)時(shí)的車(chē)速和車(chē)流量信息。該作品較同類作品檢測(cè)算法更加先進(jìn)，高效，準(zhǔn)確率高，系統(tǒng)的成本和維護(hù)代價(jià)低，安裝和維護(hù)也很簡(jiǎn)單、方便。該作品可以用于車(chē)流量統(tǒng)計(jì)調(diào)查，交通參數(shù)檢測(cè)和交通優(yōu)化等方面。
- 詳細(xì)介紹：
- 基于視頻的車(chē)速、車(chē)流量檢測(cè)器以視頻交通分析處理技術(shù)為基礎(chǔ)，以實(shí)驗(yàn)用DSP開(kāi)發(fā)板為硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了高效的車(chē)速和車(chē)流量檢測(cè)算法。該算法通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視信號(hào)進(jìn)行分析和處理，從而獲得當(dāng)前監(jiān)測(cè)路段實(shí)時(shí)的車(chē)速和車(chē)流量信息。車(chē)流量檢測(cè)算法是在被檢測(cè)的視頻交通場(chǎng)景中選擇一塊合適的檢測(cè)區(qū)域，對(duì)該區(qū)域的實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)做二值化處理分離車(chē)輛目標(biāo)，并對(duì)目標(biāo)做多次跟蹤實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)。車(chē)速檢測(cè)算法主要依據(jù)計(jì)數(shù)中提供的檢測(cè)目標(biāo)的車(chē)尾特征點(diǎn)，對(duì)該特征點(diǎn)做多幀跟蹤得到多組圖像像素距離和時(shí)間數(shù)據(jù)。再以圖像和實(shí)際距離映射關(guān)系為基礎(chǔ)，采用最小二乘法擬合求的車(chē)速。該作品克服了以往檢測(cè)技術(shù)的缺點(diǎn)，系統(tǒng)的成本和維護(hù)代價(jià)低。同時(shí)在檢測(cè)性能可靠性方面具有傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，安裝和維護(hù)也很簡(jiǎn)單、方便。該作品可以用于車(chē)流量統(tǒng)計(jì)調(diào)查，交通參數(shù)檢測(cè)和交通優(yōu)化等方面。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：利用攝像機(jī)、DSP開(kāi)發(fā)板和PC機(jī)搭建的硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)基于視頻的實(shí)時(shí)車(chē)流量和車(chē)速的檢測(cè)，通過(guò)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的分析，做出合理規(guī)劃，合理調(diào)節(jié)交通車(chē)流分配，減少交通事故，提高道路的運(yùn)輸效率。 基本思想：本系統(tǒng)通過(guò)安裝在交通路段的攝像機(jī)拍攝實(shí)時(shí)的交通視頻信息輸入到DSP開(kāi)發(fā)板，首先實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)化預(yù)處理成連續(xù)數(shù)字圖像幀，利用圖像處理、圖像分析等算法對(duì)每幀圖像做檢測(cè)處理，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)流量和車(chē)速的檢測(cè)，最后將檢測(cè)的結(jié)果發(fā)送給上位機(jī)（PC機(jī)），在用戶界面顯示，完成實(shí)時(shí)車(chē)速車(chē)流量檢測(cè)。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1．視頻檢測(cè)技術(shù)相比其他傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)具有拍攝區(qū)域廣，包含交通信息量豐富等特點(diǎn)。提供實(shí)時(shí)交通場(chǎng)景，不僅能獲得車(chē)速和車(chē)流量參數(shù)，還能獲取其它交通信息，通過(guò)分析，可以及時(shí)對(duì)該路段做出決策。 2. 本系統(tǒng)通過(guò)對(duì)多種算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，相比較傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)，克服了其存在的缺點(diǎn)，對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)，進(jìn)一步提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。 3．同對(duì)于國(guó)內(nèi)外同類視頻檢測(cè)技術(shù)，提出自己獨(dú)特的算法，對(duì)交通場(chǎng)景有更好的適應(yīng)性。 技術(shù)關(guān)鍵：背景更新、二值化、二值化分離目標(biāo)、跟蹤計(jì)數(shù)、測(cè)速 技術(shù)指標(biāo)：車(chē)流量測(cè)量準(zhǔn)確率：>95％ 平均車(chē)速準(zhǔn)確率：>90％
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性：該作品通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)做二值化處理，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)分離跟蹤檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)。通過(guò)對(duì)目標(biāo)特征點(diǎn)連續(xù)多幀跟蹤，利用最小二乘法實(shí)現(xiàn)測(cè)速?？朔藗鹘y(tǒng)技術(shù)檢測(cè)技術(shù)的不足，交同類檢測(cè)方法也有很大的改進(jìn)。 先進(jìn)性：該檢測(cè)裝置安裝簡(jiǎn)單，方便，對(duì)外界條件要求比較低，受到外界干擾小，避免了傳統(tǒng)交通監(jiān)控系統(tǒng)中使用物理感應(yīng)線圈對(duì)交通和道路帶來(lái)的影響，相對(duì)于超聲波測(cè)速，有較高的抗干擾能力。同時(shí)通過(guò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸,可獲取現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)視頻圖像，增加了可視化效果，能夠提供更豐富的交通視頻信息。相對(duì)于同類的視頻檢測(cè)技術(shù)，應(yīng)用先進(jìn)的檢測(cè)算法，檢測(cè)準(zhǔn)確性得到進(jìn)一步的提高。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 本作品于2011年4月獲長(zhǎng)安大學(xué)第七屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 不轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物模型、現(xiàn)場(chǎng)演示、視頻
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：相對(duì)于傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，克服了安裝復(fù)雜，設(shè)備要求高，易受到外界干擾影響等因素。檢測(cè)準(zhǔn)確性高，能夠獲取實(shí)時(shí)的場(chǎng)景視頻，可以獲得更多的現(xiàn)場(chǎng)交通信息，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)超速預(yù)警和車(chē)牌抓拍。相對(duì)于同類檢測(cè)產(chǎn)品，采用更先進(jìn)、準(zhǔn)確的算法。檢測(cè)的準(zhǔn)確性和精確有進(jìn)一步的提高，適用性更廣。 適應(yīng)范圍：城市交通干道，高速公路，隧道等。 市場(chǎng)分析和前景說(shuō)明：目前國(guó)內(nèi)的檢測(cè)技術(shù)比較落后，使用要求高，檢測(cè)效率低，不能滿足日益發(fā)達(dá)的交通要求。國(guó)外技術(shù)雖然比較先進(jìn)，但是價(jià)格昂貴，不適合我國(guó)的實(shí)際交通場(chǎng)景需要，技術(shù)服務(wù)跟不上。為了滿足現(xiàn)在交通需要，提供準(zhǔn)確高效的交通參數(shù)檢測(cè)，對(duì)于優(yōu)化交通策略和提高交通效率具有很重要的意義。 本系統(tǒng)既能解決國(guó)內(nèi)技術(shù)不足，檢測(cè)效率低的問(wèn)題，還能克服國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格高，技術(shù)服務(wù)跟不上等問(wèn)題，打破國(guó)外壟斷的局面。技術(shù)服務(wù)周到，跟隨產(chǎn)品，算法模塊可根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景調(diào)整，產(chǎn)品的成本相對(duì)國(guó)外產(chǎn)品低。根據(jù)我國(guó)目前的實(shí)際情況，該產(chǎn)品一定可以得到大力的推廣，應(yīng)用前景一片大好。
同類課題研究水平概述
- 近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量的迅速增長(zhǎng)，公路運(yùn)輸變得越來(lái)越繁忙。交通管理現(xiàn)狀和需求的矛盾進(jìn) 步加劇，與交通相關(guān)的刑事和治安案件也逐年上升，特別是違章超速行為較為嚴(yán)重，容易引發(fā)一系列的交通事故。以無(wú)人職守為目地的道路監(jiān)控系統(tǒng)的研究在國(guó)際國(guó)內(nèi)成為一項(xiàng)熱門(mén)的課題?；谝曨l的交通信息采集技術(shù)有著十分廣泛的應(yīng)用前景。 基于視頻圖像識(shí)別技術(shù)的交通信息檢測(cè)系統(tǒng)從20世紀(jì)90年代起進(jìn)入了商業(yè)化階段，代表性產(chǎn)品有美國(guó)的AUTOSCOPE 虛擬線圈交通檢測(cè)器、法國(guó)的CITILOG系列基于視頻的交通參數(shù)和交通事件檢測(cè)產(chǎn)品以及比利時(shí)的TRAFFICON視頻交通參數(shù)和交通事件檢測(cè)器等，這些產(chǎn)品目前已經(jīng)開(kāi)始在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)進(jìn)行推廣。但由于國(guó)外產(chǎn)品對(duì)中國(guó)特殊的應(yīng)用環(huán)境的適應(yīng)性問(wèn)題、技術(shù)服務(wù)問(wèn)題和產(chǎn)品價(jià)格問(wèn)題等，這些國(guó)外品牌在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用和推廣具有較大的困難和局限性。 國(guó)內(nèi)目前已有一些廠家或研究機(jī)構(gòu)正在開(kāi)展基于視頻的智能交通系統(tǒng)研發(fā)工作，如北京的宇航時(shí)代、武漢路安交通設(shè)備有限公司等。但總的來(lái)說(shuō)還都基本處于初級(jí)開(kāi)發(fā)階段或特定產(chǎn)品的小批量推廣階段，還沒(méi)有形成具有明顯優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品品牌。而且這些產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)實(shí)際環(huán)境的要求比較高，檢測(cè)精度和效率相對(duì)于傳統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備有所提高，但是還存在一定的偏差，不能滿足高精度的要求。 本系統(tǒng)的是依據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)為基礎(chǔ)，總結(jié)其優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際的情況提出自己的算法和檢測(cè)手段，在整個(gè)行車(chē)區(qū)間選取一個(gè)檢測(cè)區(qū)域，對(duì)該區(qū)域的目標(biāo)通過(guò)二值處理分割標(biāo)記，對(duì)不同標(biāo)記目標(biāo)采用匹配跟蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)車(chē)流量檢測(cè)。根據(jù)數(shù)學(xué)映射關(guān)系建立圖像上像素點(diǎn)和行到實(shí)際的距離的映射關(guān)系表。對(duì)跟蹤計(jì)數(shù)車(chē)輛的特征位置(車(chē)尾)做連續(xù)幀的跟蹤，查表求的每幀中特征位置映射的實(shí)際距離，通過(guò)最小二乘法擬合求的車(chē)速。試驗(yàn)測(cè)得該系統(tǒng)檢測(cè)的準(zhǔn)確性較以前技術(shù)有很大的提高，適應(yīng)性強(qiáng)，適合我國(guó)的交通場(chǎng)景需求。
