基于面向对象的智能交通诱导系统技术方案研究

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1、基于面向对象的智能交通诱导系统技术方案研究摘要：基于视频的车辆运动捕获、识别是计算机视觉领域一个重要的研究课题，通过视频检测的方式作为交通流量调查并用于诱导系统，也是近年来备受研究者关注的前沿方向。本文集中研究基于面向对象的智能交通诱导系统技术方案，特别是如何利用面向对象思想将基于硬件的三维重建技术与车辆二维运动跟踪算法的结合，以及通过面向对象的系统构建方式整合原有的诱导系统的实现，最终结合实际的试点工程验证并优化本研究方案。本研究的创新点在于，通过面向对象的方法，有效地将硬件上的三维重建分析与中心服务器上的车辆轨迹跟踪算法以及现有的诱导系统通过面向

2、对象的构建方法进行有机结合，大大地提高了系统的灵活性与可扩展性，试点工程证明面向对象的系统构建方案是一个可取的研究方向。OpenCV是用来实现计算机视觉相关技术的开放源码工作库，它包含了三维重建中涉及的一系列关键技术模块，本研究在OpenCV下迅速搭建软硬件平台以开展研究工作。本研究就是在VC++和OpenCV环境下进行了面向对象的系统设计和实现。关键词：面向对象计算机视觉OpenCV三维重建研究类型应用8中图分类号：TP273.5文献标识码：A文章编号：1007-9416（2014）05-0100-021引言1.1选题意义计算机视觉既是工程领域，也

3、是科学领域中的一个富有挑战性重要研究领域。它研究的主要内容，是怎样利用各种成像系统代替视觉器官作为信号输入手段，由计算机来代替大脑完成对信息的处理和解释，具有自主适应环境的能力。计算机视觉的最终研究目标，就是使计算机能像人那样通过视觉来观察和理解世界。其中，基于视频的交通流量调查是计算机视觉研究领域的重要课题之一，也是近年来备受研究者关注的前沿方向。与传统的车辆检测器相比，基于视频图像处理与视觉技术的车辆检测器具有处理速度快、安装维护便捷且费用较低、可监视范围广、可获取更多种类的交通参数等诸多优点，因而近年来在智能交通系统（ITS）中得到了越来越广泛

4、的应用。针对摄像头拍摄得到的交通序列图像，人们提出了很多视频图像处理和分析技术，其中最基本的研究领域就是交通场景中车辆对象的检测与跟踪，对被检测车辆进行分类分时段做流量统计。8由于在道路交通中，车辆轨迹往往是不可完全预测的，并且经常产生遮挡或自遮挡现象，因此，想要完全准确地捕获车辆形态、轨迹并计数是一个复杂困难的任务，在现有的技术中，利用2个或多个摄像头实现基于双目立体视觉三维重建的关键技术主要包括相机标定、特征提取和立体匹配、深度信息确定及三维坐标计算等技术相对比较普遍及成熟，但由于考虑与现有交通监控的兼容性、实际施工难度及成本方面，我们通过技术创

5、新，选择了基于单目的三维重建和结合车辆运动轨迹跟踪算法相结合来获取交通流量，由于在实际的工程应用中，已经建有成熟的诱导系统，并有其他方式的交通流量检测手段，比如说线圈检测、RFID识别检测、微波检测等方式，如何将新的检测技术融入到原有的诱导系统中，并保证诱导系统的灵活性和可扩展性是本文的研究目的。1.2现状分析国外的视频检测技术研究开始的较早，经过十几年的发展，技术己经相当成熟，视频检测与线圈检测技术相比具有的优越性和高性价比己得到业内人士的公认，代表了未来车辆检测领域的发展和应用方向。而利用面向对象的系统构架方式，将多种结构的算法及系统有机结合在一

6、起，还是相对少见。1.3技术背景介绍开放源代码的计算机视觉类库OpenCV（OpenSourceComputerVision8Library）由英特尔公司位于俄罗斯的研究实验室所开发，它是一套可免费获得的由一些C函数和C++类所组成的库，用来实现一些常用的图像处理及计算机视觉算法。OpenCV与英特尔公司所开发的另一图像处理库IPL（ImageProcessingLibrary）兼容，IPL用于实现对数字图像的一些低级处理，而OpenCV则主要用于对图像进行一些高级处理，比如说特征检测与跟踪、运动分析、目标分割与识别以及3D重建等。由于OpenCV的

7、源代码是完全开放的，而且源代码的编写简洁而又高效，特别是其中大部分的函数都已经过汇编最优化，以使之能高效而充分地利用英特尔系列处理芯片的设计体系，对与成熟常见的ARM芯片的移植，OpenCV的代码执行效率是非常高的，所以近年来在国外的图像处理相关领域中被广泛地使用，成为一种流行的图像处理软件。2系统的设计和实现2.1总体设计思路系统采用中心式动态诱导系统结构框架，动态交通信息诱导系统的所包含的诱导信息的生成和诱导信息的发布两方面都将在中心系统中完成，系统包括前端数据采集、后端视频分析、综合数据分析、诱导信息的生成、诱导信息发布等模块。诱导信息的发布是

8、通过现有的诱导系统终端即路边交通信息LED显示屏（也可用可变情报板）实现诱导信息的发布，且系统支持短信查询及