基于视频的车辆测速系统研究

摘要

Intelligent Transport System简称ITS，也就是智能交通系统。它是一种包含信息技术、数据通讯技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术等多技术的系统。它是一种能够在大范围内、全方位发挥作用的，实时、较准确、较高效的综合运输和管理系统。目前我国的智能交通系统已经在一些大城市得到了推广应用，尚未得到全面的普及。图像处理技术的迅速发展，势必将对ITS的发展做出一个巨大的推动。本文就是在这样一个大的环境下产生的，旨在研究视频监控中的视频测速。
　　 通过查阅文献了解ITS的相关知识和研究了视频及图像处理技术，本文设计基于单目视觉的车辆测速系统。本设计的系统的核心思想是，在对车辆监控的过程中，通过对视频分解成帧图，然后进行图像预处理，能够在保证测速精度的情况下识别出车辆。
　　 测速精度取决于测距的精度。采用单目视觉测距时，传统的方法需要对摄像机的焦距、安装高度和安装角度等参数进行精确标定，方法复杂，而且精度也很难满足要求。本文通过对识别出的车辆用矩形框标记，发现矩形质心与车辆距离镜头呈现一定的关系。通过对实际值和测量值进行分析，然后用最小二乘法进行拟合，得到多项式。将图像中求得的车辆质心代入多项式就可以计算出该车在实际中与镜头的距离。
　　 通过对图片进行预处理算法来消除随机噪声，为了能更精确的识别出车辆本文采用双阈值化消除阴影。采用背景差分的方法，系统能够实现对运动车辆的检测。对检测的车辆用其最小外接矩形框进行标记。
　　 通过实践证明，这种方法相对简单，精度也能满足ITS的要求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 课题研究意义

1．4 论文的主要内容

2 测距方案的选择

2．1 目前常用的视频测距技术

2．1．1 双目立体视觉技术

2．1．2 单目视觉测距

2．1．3 其他三维视觉技术

2．2 课题方案研究

2．2．1 课题要求

2．2．2 提出解决方案

2．3 标定

2．3．1 测距原理

2．3．2 标定过程

2．4 本章小结

3 数字图像处理基本知识

3．1 图像概念

3．2 数字图像处理系统

3．2．1 图像采集

3．2．2 图像处理的几种方法

3．3 图像的增强和去噪

3．3．1 图像的灰度增强

3．3．2 图像的噪声抑制

3．4 二值图像

3．4．1 二值图像中的连接关系

3．4．2 二值化方法

3．4．3 二值图像中目标的几何特征

3．4．4 贴标签

3．4．5 二值图像的腐蚀与膨胀

3．5 本章小结

4 数字视频常用的处理技术

4．1 视频处理的主要内容

4．2 视频中运动目标的检测

4．2．1 背景差分

4．2．2 光流法

4．2．3 帧间差分法

4．2．4 商比例法

4．3 本章小结

5 视频测速系统的设计

5．1 获得视频的方案

5．2 视频的基本信息获取

5．3 视频分解成帧图的处理过程

5．3．1 图像预处理

5．3．2 二值化

5．3．3 阴影

5．4 形态学处理的运用

5．5 车辆的识别

5．6 速度计算

5．6．1 位移计算

5．6．2 速度计算

5．7 系统界面

5．8 小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望前景

参考文献

致谢