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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于視頻的車速、車流量檢測器
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 基于視頻的車速、車流量檢測器以視頻分析處理技術(shù)為基礎(chǔ)，以DSP開發(fā)板為硬件處理平臺，設(shè)計(jì)了一種高效的車速、車流量檢測算法。該算法通過對實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視信號進(jìn)行分析和處理，從而獲得當(dāng)前監(jiān)測路段實(shí)時(shí)的車速和車流量信息。該作品較同類作品檢測算法更加先進(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)也很簡單、方便。該作品可以用于車流量統(tǒng)計(jì)調(diào)查，交通參數(shù)檢測和交通優(yōu)化等方面。
- 詳細(xì)介紹：
- 基于視頻的車速、車流量檢測器以視頻交通分析處理技術(shù)為基礎(chǔ)，以實(shí)驗(yàn)用DSP開發(fā)板為硬件開發(fā)平臺，設(shè)計(jì)了高效的車速和車流量檢測算法。該算法通過對實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視信號進(jìn)行分析和處理，從而獲得當(dāng)前監(jiān)測路段實(shí)時(shí)的車速和車流量信息。車流量檢測算法是在被檢測的視頻交通場景中選擇一塊合適的檢測區(qū)域，對該區(qū)域的實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)做二值化處理分離車輛目標(biāo)，并對目標(biāo)做多次跟蹤實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)。車速檢測算法主要依據(jù)計(jì)數(shù)中提供的檢測目標(biāo)的車尾特征點(diǎn)，對該特征點(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速。該作品克服了以往檢測技術(shù)的缺點(diǎn)，系統(tǒng)的成本和維護(hù)代價(jià)低。同時(shí)在檢測性能可靠性方面具有傳統(tǒng)的檢測技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢，安裝和維護(hù)也很簡單、方便。該作品可以用于車流量統(tǒng)計(jì)調(diào)查，交通參數(shù)檢測和交通優(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開發(fā)板和PC機(jī)搭建的硬件平臺實(shí)現(xiàn)基于視頻的實(shí)時(shí)車流量和車速的檢測，通過對檢測結(jié)果的分析，做出合理規(guī)劃，合理調(diào)節(jié)交通車流分配，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、圖像分析等算法對每幀圖像做檢測處理，從而實(shí)現(xiàn)車流量和車速的檢測，最后將檢測的結(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)車速車流量檢測。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1．視頻檢測技術(shù)相比其他傳統(tǒng)檢測技術(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)交通場景，不僅能獲得車速和車流量參數(shù)，還能獲取其它交通信息，通過分析，可以及時(shí)對該路段做出決策。 2. 本系統(tǒng)通過對多種算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，相比較傳統(tǒng)的檢測技術(shù)，克服了其存在的缺點(diǎn)，對外界環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)，進(jìn)一步提高了檢測的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。 3．同對于國內(nèi)外同類視頻檢測技術(shù)，提出自己獨(dú)特的算法，對交通場景有更好的適應(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)、測速 技術(shù)指標(biāo)：車流量測量準(zhǔn)確率：>95％ 平均車速準(zhǔn)確率：>90％
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性：該作品通過對實(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，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)。通過對目標(biāo)特征點(diǎn)連續(xù)多幀跟蹤，利用最小二乘法實(shí)現(xiàn)測速。克服了傳統(tǒng)技術(shù)檢測技術(shù)的不足，交同類檢測方法也有很大的改進(jìn)。 先進(jìn)性：該檢測裝置安裝簡單，方便，對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)線圈對交通和道路帶來的影響，相對于超聲波測速，有較高的抗干擾能力。同時(shí)通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸,可獲取現(xiàn)場的實(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。相對于同類的視頻檢測技術(shù)，應(yīng)用先進(jìn)的檢測算法，檢測準(zhǔn)確性得到進(jìn)一步的提高。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本作品于2011年4月獲長安大學(xué)第七屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽特等獎。
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)場演示、視頻
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢：相對于傳統(tǒng)的檢測方法，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。檢測準(zhǔn)確性高，能夠獲取實(shí)時(shí)的場景視頻，可以獲得更多的現(xiàn)場交通信息，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)超速預(yù)警和車牌抓拍。相對于同類檢測產(chǎn)品，采用更先進(jìn)、準(zhǔn)確的算法。檢測的準(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。 市場分析和前景說明：目前國內(nèi)的檢測技術(shù)比較落后，使用要求高，檢測效率低，不能滿足日益發(fā)達(dá)的交通要求。國外技術(shù)雖然比較先進(jìn)，但是價(jià)格昂貴，不適合我國的實(shí)際交通場景需要，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，對于優(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)既能解決國內(nèi)技術(shù)不足，檢測效率低的問題，還能克服國外產(chǎn)品價(jià)格高，技術(shù)服務(wù)跟不上等問題，打破國外壟斷的局面。技術(shù)服務(wù)周到，跟隨產(chǎn)品，算法模塊可根據(jù)實(shí)際場景調(diào)整，產(chǎn)品的成本相對國外產(chǎn)品低。根據(jù)我國目前的實(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，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)動車數(shù)量的迅速增長，公路運(yùn)輸變得越來越繁忙。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。以無人職守為目地的道路監(jiān)控系統(tǒng)的研究在國際國內(nèi)成為一項(xiàng)熱門的課題?；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。 基于視頻圖像識別技術(shù)的交通信息檢測系統(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)品有美國的AUTOSCOPE 虛擬線圈交通檢測器、法國的CITILOG系列基于視頻的交通參數(shù)和交通事件檢測產(chǎn)品以及比利時(shí)的TRAFFICON視頻交通參數(shù)和交通事件檢測器等，這些產(chǎn)品目前已經(jīng)開始在國內(nèi)市場進(jìn)行推廣。但由于國外產(chǎn)品對中國特殊的應(yīng)用環(huán)境的適應(yīng)性問題、技術(shù)服務(wù)問題和產(chǎn)品價(jià)格問題等，這些國外品牌在國內(nèi)的應(yīng)用和推廣具有較大的困難和局限性。 國內(nèi)目前已有一些廠家或研究機(jī)構(gòu)正在開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。但總的來說還都基本處于初級開發(fā)階段或特定產(chǎn)品的小批量推廣階段，還沒有形成具有明顯優(yōu)勢的產(chǎn)品品牌。而且這些產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中對實(shí)際環(huán)境的要求比較高，檢測精度和效率相對于傳統(tǒng)檢測設(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手段，在整個(gè)行車區(qū)間選取一個(gè)檢測區(qū)域，對該區(qū)域的目標(biāo)通過二值處理分割標(biāo)記，對不同標(biāo)記目標(biāo)采用匹配跟蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)車流量檢測。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。對跟蹤計(jì)數(shù)車輛的特征位置(車尾)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，通過最小二乘法擬合求的車速。試驗(yàn)測得該系統(tǒng)檢測的準(zhǔn)確性較以前技術(shù)有很大的提高，適應(yīng)性強(qiáng)，適合我國的交通場景需求。
