智能交通系统中的信息处理关键技术研究

摘要

智能交通系统(Intelligent Transportation System，简称ITS)是指将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。智能交通系统已成为21世纪现代化交通运输体系的重要发展方向。论文的主要工作是研究智能交通系统中的一些信息处理关键技术，包括：车牌字符识别算法、车体定位算法、检测线式视频车辆检测算法、视频交通检测系统设计方法。 论文的创新点主要体现在以下四个方面： 1)提出了基于脉冲耦合神经网络(PCNN)的车牌字符识别算法，首次将PCNN应用于车牌字符识别算法。以简化PCNN模型为基础，提取三种不同的图像特征，根据它们对数字、字母和汉字字符图像进行识别。实验结果表明，与传统的BP神经网络算法相比，此算法总体识别率更高，容错性更好，鲁棒性和稳定性更强，使用更加方便灵活，并能满足实际应用中对识别速度的要求。 2)提出了基于相位信息的边缘投影车体定位算法。将图像的HSV色彩空间的信息与RGB色彩空间的信息结合，利用log Gabor小波滤波器组检测到的相位一致性进行车辆边缘检测，利用投影算法和车体区域判别算法对车体进行定位。与常用的车体定位算法相比，此算法受图像亮度、对比度、噪声和车辆阴影的影响小，而且适用于包含多部车辆的图像，定位准确率高。 3)提出了改进型检测线式视频车辆检测算法。此算法分别利用图像的亮度和色度信息进行两级检测，能够有效提高原算法的车辆检测准确率，降低拒真率和认假率，而且满足实时性需求。 4)提出了基于ARM与DSP双核体系结构的嵌入式视频交通检测系统设计方案。设计了两个系统单元间通信接口的硬件连接方案和驱动程序，并且介绍了系统的操作系统和应用程序的设计方法。此系统将32位嵌入式微处理器ARM与数字信号处理器DSP相结合，充分体现了双微处理器系统的优势。与常用的视频交通检测系统相比，此系统具有体积小、功耗低、成本低、稳定性好、操作方便、界面友好等优点，而且满足实时性要求。

目录

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声明

第一章绪论

1.1智能交通系统概述

1.2智能交通系统的组成

1.3智能交通系统的发展趋势

1.3.1国外发展趋势

1.3.2国内发展趋势

1.4论文的主要工作与创新点

1.5论文的章节安排

第二章基于PCNN的车牌字符识别算法

2.1车牌识别技术概述

2.1.1车牌识别技术研究的目的与意义

2.1.2车辆牌照识别系统应用现状

2.1.3车牌识别系统工作流程

2.1.4车牌字符识别技术原理

2.1.5车牌字符识别的特点

2.2脉冲耦合神经网络(PCNN)概述

2.2.1脉冲耦合神经元的数学模型

2.2.2 PCNN与传统神经网络的区别

2.2.3 PCNN的应用和研究现状

2.2.4用于图像处理的PCNN模型

2.3基于PCNN的车牌字符特征表示

2.3.1简化的PCN模型

2.3.2基于PCNN的图像特征描述

2.3.3利用简化PCNN提取车牌字符特征

2.4基于PCNN的车牌字符识别算法

2.4.1算法原理

2.4.2算法流程

2.4.3实验结果及分析

2.5本章小结

第三章基于相位信息的边缘投影车体定位算法

3.1车体定位技术概述

3.1.1车体定位技术的研究现状

3.1.2车体定位中的运动检测

3.2基于相位信息的图像边缘检测

3.2.1图像边缘检测算法概述

3.2.2利用相位一致性检测图像边缘

3.3基于相位一致性的边缘投影车体定位算法

3.3.1算法原理

3.3.2算法流程

3.4实验结果

3.5本章小结

第四章改进型检测线式视频车辆检测算法

4.1交通信息视频检测技术概述

4.2视频车辆检测技术的研究概况

4.3检测线式视频车辆检测算法

4.3.1算法原理

4.3.2初始背景建立和更新

4.3.3初始阈值建立和更新

4.3.4存在检测

4.3.5算法的缺点

4.4改进型检测线式视频车辆检测算法

4.4.1移动阴影去除问题的研究概况

4.4.2算法原理

4.5实验结果

4.6本章小结

第五章双核嵌入式视频交通检测系统设计

5.1系统总体设计方案

5.1.1系统结构

5.1.2 ARM系统单元

5.1.3 DSP系统单元

5.1.4ARM与DSP系统单元间的通信

5.2 ARM与DSP通信接口的硬件设计

5.2.1硬件连接方法

5.2.2相关寄存器设置

5.3软件系统设计

5.3.1交叉开发环境的建立

5.3.2 ARM-Linux操作系统的移植

5.3.3驱动程序的设计

5.3.4应用程序的设计

5.4本章小结

第六章结论与展望

6.1本文工作的总结

6.2本文工作的展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致 谢