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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于軟、硬件并行處理的多區(qū)域車輛識(shí)別及跟蹤
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品采用混合貝葉斯（Bayes）前景與背景分離模型、Meanshitf連通區(qū)域跟蹤方法與Kalman目標(biāo)位置預(yù)測(cè)等算法，結(jié)合多區(qū)域圖像掩碼技術(shù)、多核并行技術(shù)、程序OpenMP并行技術(shù)等,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了多區(qū)域動(dòng)態(tài)車輛識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)是視頻智能交通系統(tǒng)的一部分，主要解決交通復(fù)雜場(chǎng)景中動(dòng)態(tài)目標(biāo)（車輛、行人等）的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確識(shí)別與跟蹤問題，為交通預(yù)警與疏導(dǎo)系統(tǒng)提供高可靠性的數(shù)據(jù)。
- 詳細(xì)介紹：
- 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)融合了計(jì)算機(jī)、信號(hào)處理、圖像處理技術(shù)等，從信息處理的層次研究視覺信息的認(rèn)知過程。通過視覺感知理論程序化，使計(jì)算機(jī)對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)（車輛、行人、飛行器等）進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的識(shí)別與跟蹤，是計(jì)算機(jī)視覺研究的核心內(nèi)容，并在視頻智能交通、智能機(jī)器人視覺導(dǎo)航、軍事視覺制導(dǎo)等領(lǐng)域有著巨大的實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。 視頻智能交通能夠在有限的“治堵”空間中緩解和解決交通擁堵、環(huán)境污染等交通問題。在多核架構(gòu)下，應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)車輛識(shí)別跟蹤與分類，進(jìn)而提取交通流等交通參數(shù)和車輛特征，為交通預(yù)警與疏導(dǎo)提供可靠豐富信息，是視頻智能交通研究與實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。本作品充分利用開源計(jì)算機(jī)視覺庫(kù)OpenCV2.0，采用混合貝葉斯（Bayes）前景與背景分離模型、Meanshitf連通區(qū)域跟蹤方法與Kalman目標(biāo)位置預(yù)測(cè)等算法，結(jié)合多區(qū)域圖像掩碼技術(shù)、多核并行技術(shù)、程序OpenMP并行技術(shù)等,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了多區(qū)域動(dòng)態(tài)車輛識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)是視頻智能交通系統(tǒng)的一部分，主要解決交通復(fù)雜場(chǎng)景中動(dòng)態(tài)目標(biāo)（車輛、行人等）的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確識(shí)別與跟蹤問題，為交通預(yù)警與疏導(dǎo)系統(tǒng)提供高可靠性的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤的多區(qū)域化（規(guī)則區(qū)域和非規(guī)則區(qū)域），使系統(tǒng)達(dá)到了較好的實(shí)時(shí)性，極大地提高了動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤的準(zhǔn)確率。 作品中最后通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試了系統(tǒng)的性能（識(shí)別與跟蹤的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確率）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：一方面，該系統(tǒng)在識(shí)別與跟蹤多區(qū)域動(dòng)態(tài)目標(biāo)（車輛、行人、飛行器等）時(shí)，能夠達(dá)到較好的實(shí)時(shí)性和較高識(shí)別準(zhǔn)確率，為交通預(yù)警與疏導(dǎo)提供高可靠性的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確率（平均正確識(shí)別率達(dá)92%以上）與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家同類系統(tǒng)（平均正確識(shí)別率為78%，最高達(dá)92%。）相比，達(dá)到較為先進(jìn)的水平；另一方面，系統(tǒng)還能夠識(shí)別與跟蹤有微小動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的其它動(dòng)態(tài)目標(biāo)（飛機(jī)、導(dǎo)彈等）。
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)
- 1、作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的 本作品的設(shè)計(jì)、發(fā)明主要有以下兩個(gè)目的： （1）隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程不斷加快，機(jī)動(dòng)車擁有量不斷增長(zhǎng)，由此帶來的交通擁堵、環(huán)境污染和能源短缺等相關(guān)問題也成為世界各國(guó)共同面臨的難題。中國(guó)也不例外，在“機(jī)械化快過城市化”的大背景下，中國(guó)城市，特別是大、中城市的交通擁堵將會(huì)日趨嚴(yán)重。而且，在強(qiáng)大的“城市化模式慣性”面前，“治堵”的人為空間極其有限。如何利用好這僅有的空間，就成為了解決交通擁堵問題的關(guān)鍵。本作品在多核架構(gòu)下，運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)車輛識(shí)別跟蹤與分類，提取交通流等交通參數(shù)和車輛特征，為交通預(yù)警與疏導(dǎo)系統(tǒng)提供高可靠性的數(shù)據(jù)信息，通過智能化的視頻交通預(yù)警與疏導(dǎo)系統(tǒng)緩解和解決交通擁堵、交通事故、環(huán)境污染等交通問題。 （2）以復(fù)雜環(huán)境中動(dòng)態(tài)車輛的識(shí)別與跟蹤為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、信息安全技術(shù)、計(jì)算機(jī)多核并行技術(shù)，研究其它動(dòng)態(tài)場(chǎng)景（天空、海洋等）和動(dòng)態(tài)目標(biāo)（飛機(jī)、導(dǎo)彈等）的實(shí)時(shí)識(shí)別與跟蹤，使動(dòng)態(tài)車輛識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)的多區(qū)域化技術(shù)能夠在智能機(jī)器人視覺導(dǎo)航、軍事視覺制導(dǎo)等領(lǐng)域有所應(yīng)用。 2、本作品的創(chuàng)新點(diǎn) （1）采用基于機(jī)器視覺的多區(qū)域圖像掩碼技術(shù)和線程多區(qū)域圖像處理等技術(shù)。 （2）應(yīng)用多核、多線程及GPU技術(shù)與并行算法有機(jī)結(jié)合的基礎(chǔ)理論，采用軟、硬件同時(shí)并行的方法來加速任意多個(gè)區(qū)域視頻圖像的動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別及跟蹤。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 視頻智能交通領(lǐng)域我國(guó)與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的發(fā)展與建設(shè)水平都比較低，據(jù)云南省交警總隊(duì)和云南省昆明市交警支隊(duì)的提供的資料：在實(shí)際應(yīng)用中，我省的車輛平均正確識(shí)別率為17%，最高可達(dá)26%；我國(guó)的車輛平均正確識(shí)別率為42%，最高達(dá)70%；歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的車輛平均正確識(shí)別率為78%，最高達(dá)92%。本作品中的基于軟、硬件并行處理的多區(qū)域車輛識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的同類系統(tǒng)相比，本作品中的系統(tǒng)具有以下三個(gè)先進(jìn)性： （1）系統(tǒng)達(dá)到了實(shí)時(shí)性較好。單區(qū)域車輛識(shí)別與跟蹤時(shí)約能達(dá)到250幀每秒，是實(shí)時(shí)視頻播放速度的8倍左右（標(biāo)準(zhǔn)的視頻攝影、播放速度：每秒25~30幀）；三個(gè)感興趣區(qū)域車輛識(shí)別與跟蹤時(shí)，約能達(dá)到86幀每秒，是實(shí)時(shí)視頻播放速度的3倍左右。（測(cè)試環(huán)境見研究報(bào)告） （2）本作品中的系統(tǒng)車輛識(shí)別與跟蹤的準(zhǔn)確率達(dá)到92%以上，與歐美發(fā)邊國(guó)家相比，達(dá)到較為先進(jìn)的國(guó)際水平。 （3）本作品中首次在車輛識(shí)別與跟蹤領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了任意(規(guī)則區(qū)域和不規(guī)則區(qū)域)多區(qū)域動(dòng)態(tài)車輛識(shí)別與跟蹤。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年云南大學(xué)12屆科技作品三等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 應(yīng)用測(cè)試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合同
作品可展示的形式
- 演示和錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 1、本作品的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：與國(guó)內(nèi)外同類系統(tǒng)相比，作品采用軟件與硬件同時(shí)并行處理多區(qū)域動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別與跟蹤的融合技術(shù)，這使系統(tǒng)識(shí)別與跟蹤的實(shí)時(shí)性較好，準(zhǔn)確率較高（平均92%以上），達(dá)到了歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家（平均正確識(shí)別率達(dá)78%）的先進(jìn)水平。同時(shí)，國(guó)內(nèi)外首次實(shí)現(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的任意多區(qū)域化。2、本作品的適用范圍：本作品能應(yīng)用于智能交通，同時(shí)與能夠應(yīng)用于智能防盜報(bào)警系統(tǒng)（檢測(cè)目標(biāo)場(chǎng)景中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)報(bào)警），智能監(jiān)控系統(tǒng)（自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)）、可疑目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤系統(tǒng)、 智能機(jī)器人視覺導(dǎo)航、軍事視覺制導(dǎo)領(lǐng)域等。3、本作品推廣前景、市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：本作品中的系統(tǒng)能夠緩解和解決交通擁堵、環(huán)境污染等交通問題。同時(shí)系統(tǒng)還能夠識(shí)別與跟蹤其它運(yùn)動(dòng)物體，可應(yīng)用于智能安全監(jiān)控與防盜和智能機(jī)器人視覺導(dǎo)航、軍事視覺制導(dǎo)等領(lǐng)域。作品具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用空間和巨大的社會(huì)效益。施工無需開挖路面、封閉車道，也不會(huì)因道路重鋪或拓寬車道而影響交通檢測(cè)。不僅可以節(jié)省人力、時(shí)間及物力，而且還可以大大減少項(xiàng)目及工程的投資。具有難以估量的經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 交通場(chǎng)景中對(duì)車輛實(shí)時(shí)識(shí)別與跟蹤是交通流信息獲取最重要、也是最基本的步驟和核心。國(guó)內(nèi)外車輛識(shí)別的措施，主要有磁感應(yīng)、微波雷達(dá)、超聲波、激光等，目前基于視頻檢測(cè)獲取交通流參數(shù)的研究已成為該領(lǐng)域的最前沿。在智能交通系統(tǒng)的具體實(shí)施上，美國(guó)在規(guī)劃中將智能交通系統(tǒng)劃分為六個(gè)領(lǐng)域，分別是：先進(jìn)交通管理系統(tǒng)，先進(jìn)出行信息系統(tǒng)，先進(jìn)車輛控制與安全系統(tǒng)，商用車輛操作系統(tǒng)，先進(jìn)公共交通系統(tǒng)，以及農(nóng)區(qū)交通系統(tǒng)；而我國(guó)智能交通領(lǐng)域的研究可劃分為五個(gè)主要方面，它們是：智能交通信息系統(tǒng)，智能交通控制系統(tǒng)，交通規(guī)劃與管理系統(tǒng)，交通系統(tǒng)建模與分析和智能車輛系統(tǒng)。實(shí)時(shí)準(zhǔn)確交通信息的獲取是智能交通系統(tǒng)及其子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其各項(xiàng)功能并良好運(yùn)行的基礎(chǔ)，由于我國(guó)智能交通建設(shè)剛剛起步，交通信息的采集、處理與通信等方面技術(shù)的研發(fā)就成為目前的重點(diǎn)之一。智能交通信息系統(tǒng)旨在大中城市優(yōu)化城市宏觀交通設(shè)施的利用，對(duì)城市交通流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、預(yù)測(cè)、事故檢測(cè)和動(dòng)態(tài)規(guī)劃。 據(jù)云南省交警總隊(duì)和云南省昆明市交警支隊(duì)的提供的資料表明：在實(shí)際應(yīng)用中，我省的車輛平均正確識(shí)別率為17%，最高可達(dá)26%；我國(guó)的車輛平均正確識(shí)別率為42%，最高達(dá)70%；歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的車輛平均正確識(shí)別率為78%，最高達(dá)92%。目前國(guó)內(nèi)只有指定區(qū)域的車輛識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，并沒有雙區(qū)域或多區(qū)域的車輛識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)。國(guó)外也只有指定區(qū)域和雙區(qū)域車輛識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，而沒有多區(qū)域，特別是任意多區(qū)域（規(guī)則區(qū)域和不規(guī)則區(qū)域）的車輛識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)
