基于线阵ccd成像的交通信息采集系统研究

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1、长安大学硕士学位论文微波检测器是按照多普勒效应原理对车辆进行检测，它由发射天线和发射接收器组成。架在门架上或路边立柱上的发射天线向路面检测区域发射微波波束，其工作频率通常是24GHz或IOGHz。当车辆通过时，反射波束以不同的频率返回天线，检测器的发射接收器测出这种变化，从而测定车辆的通过或存在。微波多普勒检测可以在恶劣气候下有出色的性能，受天气的影响较小，可以直接用于测量车辆速度。但是它无法检测车速较慢的车辆和静止的车辆；并且由于多普勒原理的方向性，系统安装难度较大，以向前方式用定向天线跟踪车道，对于多车道则需要多个设备，安装难度也会增加。对于利用多普勒原理的测速雷达枪，需要

2、人工操作，由于道路上车辆多、速度快，不可能对每一辆车进行测速。红外检测器是具有良好应用前景的悬挂式或路侧式交通检测器，一般采用反射式检测技术。反射式检测器探头由一个红外发光管和一个红外接收管组成，其工作原理是由调制脉冲发生器产生调制脉冲，经红外探头向道路上辐射，当有车辆通过时，红外线脉冲从车体反射回来，被探头的接收管接收，经红外解调器解调，再通过选通、放大、整流和滤波后触发驱动器输出一个检测信号。这种检测器具有快速准确、轮廓清晰的检测能力。其缺点是工作现场的灰尘、冰雾会影响系统的正常工作。激光雷达检测器的工作原理是利用激光面的反射结果来检测距离信息，从而检测到车辆。它可以不受光

3、照环境的影响，即白天和夜晚都可以很好的工作，而且没有昼夜转换引起的误差，同时可以克服车辆遮挡问题。但是激光雷达设备成本过高；若要利用它来克服车辆遮挡，就需要将激光发射方向设为垂直向下，显然，安装难度较大：同时，它一般情况下，不能检测出车辆的实时速度，仅可以从统计角度估计平均车辆速度；若要用它来检测车辆的实时速度，则要将它的发光平面平行于路面，并安装在适合的高度，可以看出安装难度较大；并且激光雷达设备在大雨天不可靠。由于各种传感器所获取的信号不直观，检测精度不高而且监测范围和检测参数都非常有限，并不能提供全面而直接的交通信息。近年来，随着通信与网络技术、图像处理与模式识别等技术的

4、发展，智能交通信息监测技术也得到了长足的进展，以摄像机等视觉传感器及计算机视觉理论为基础的车辆识别与交通运行状态检测技术已经逐渐成熟，并开始应用于交通信息的自动采集与处理过程中。1978年，美国加州帕萨迪纳市的喷气推进实验室首先提出了运用机器视觉来进行车辆检测，指出其是传统检测方法的一种可行替代方案。几年后，美国明尼苏达大学的研究人员研制出第一个可以投入实际使用的基于视频的车辆检测系统。该系统使用了当第一章绪论时最先进的微处理器，在不同场景和环境下进行测试，结果良好【ml，说明了利用视频传感器实时检测车辆的可行性。同期，基于视频的车辆检测技术的研究也在欧洲和日本广泛展开。此后十

5、年间，基于视频的车辆检测技术取得了长足的进步。1984年，美国明尼苏达大学运输研究中心的帕诺斯·麦克鲁波洛斯博士发明了AUTOSCOPE一视频车辆检测系统。该车辆检测系统是用一台普通工业电视摄像机对多达n8个车道的交通流量进行同时监视和检测。从摄像机上人为设置的特定检测区域内得到的图像信号，经过一台286(或386)微机的数字化和格式化处理，可以得到车辆存在、车辆通过、车速、车种、排队长度、流量、占有率、车间时距、拥挤程度、密度等交通数据，并可以实现交通录像带的脱机分析。数据收集之齐全，可以实现包括现在的各种环形线圈检测器的所有检测功能。1991年，美国加州理工大学对在高速公路

6、上运用视频检测技术检测车辆进行了评估。在评估报告中，对采用的视频车辆检测技术进行了详尽的分类。三年后，美国休斯飞机公司评测了当时存在的几种检测技术，包括视频检测技术。测评结果指出，基于视频图像处理的车辆检测技术已经具备了投入实际使用的潜力。1994年，明尼苏达运输部为美国联邦公路局进行了更详尽、更严格的测评，结果表明，视频检测器的检测准确性和可靠性可以达到令人满意的程度。同时，随着视频车辆检测技术的发展，人们已不满足于仅仅检测出车辆，而是希望利用此技术进一步提取交通参数，如交通流量、十字路口的车辆转向信息等。事实上，与其它几种车辆检测技术相比，基于视频图像技术的检测方法具有直观

7、、可监视范围广、可获取更多的交通参数以及费用较低等优点，因而可以广泛的应用于交叉道口和公路干线的交通监视系统中【11，121。1992年，明尼苏达的图像传感系统公司和E-conolite控制产．品公司联合推出AuTosCOPETM一2003型视频车辆检测系统，并将该系统用于多车道、多方向的大范围交通车辆检测。该系统的长宽高分别为0．48mX0．14rex0．26m，可安装在交通柜中或控制器里，符合美国电气制造者协会(NEMA)的标准。该系统能够同时接收并处理4台摄像机·送来的图像信息，可以检