面向智能交通系统的图像处理

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1、杨明等，面向智能交通系统的图像处理《计算机工程与应用》面向智能交通系统的图像处理杨明宋雪峰王宏张钹清华大学计算机科学与技术系智能技术与系统国家重点实验室（北京100084）摘要图像处理在智能交通系统（ITS）中扮演着极其重要的角色。本文综述了目前ITS领域中所广泛采用的图像采集设备、图像处理硬件和图像处理软件，并给出了大量的应用实例。最后，结合目前的研究成果对其今后的发展进行了展望。关键词图像处理智能交通系统计算机视觉ImageProcessingforIntelligentTransportationSystemsYANGMingSONGXuefengWANGHongZHANGB

2、o(StateKeyLaboratoryofIntelligentTechnologyandSystem,DepartmentofComputerScience,TsinghuaUniversity,Beijing100084)Abstract:ImageProcessingplaysanimportantroleinIntelligentTransportationSystems(ITS).Thispaperfirstsurveysimagesensors,imageprocessinghardwareandsoftwarewidelyusedinITS.Thenitsappli

3、cationsinITSareprovided.AtlastthetrendofimageprocessinginITSispresentedaccordingtothelatestprogress.Keywords:ImageProcessing,IntelligentTransportationSystems,ComputerVision1引言2.1主动传感器和被动传感器随着城市化的进展和汽车的普及，交通运输问题日益主动传感器，例如激光雷达和微波雷达，这类传感器发严重，道路车辆拥挤，交通事故频发，交通环境恶化，能源射一定波长的信号，当信号遇到目标时反射被传感器接收，紧张，环境污

4、染不断加重。在这种背景下，把车辆和道路综信号发射和接收之间的时间差TOF（TimeofFlight）与传感合起来考虑，运用各种高新技术，系统地解决道路交通问题，器到目标的距离成正比，因此通过测量TOF即可得到距离。由此产生了新的研究和应用领域——智能交通系统ITS主动传感器的主要优点是可以直接获得深度图像，而无需进（IntelligentTransportationSystems）。ITS产生于本世纪60年行类似立体视觉中的立体匹配。其主要缺点是空间分辨率较代末，初始阶段的研究是在各国政府的大力支持下开展的，低，扫描速度较慢，反射率受目标形状、颜色和材质等因素大量研究机构和高校合作

5、研制了多个原型系统和大量的解决影响较大。另外，由于主动传感器发射的信号应遵循对人体方案。该阶段的主要成果是深入地分析了ITS问题，进行了无害的安全准则，例如激光等级需满足I级，因此发射功率大量可行性研究，了解了ITS技术应用的要求和可能带来的受限，检测距离也有限。与昂贵的激光雷达相比，毫米波雷效益。进入90年代以后，美国、日本、欧洲、韩国、新加坡达价格低廉，测量距离远，而且抗雨雾等恶劣天气干扰的能等国家对ITS的研究给予了高度的重视，投入了大量的人力力较强，此外毫米波雷达能够检测障碍物后的目标，因此比和物力[1]。目前，ITS正进入第二阶段，其特点是方法逐渐成较适合检测障碍物。熟和

6、新技术日益可行。被动传感器，即视觉传感器，与主动传感器相比其最大图像处理在ITS领域中扮演着极其重要的角色，具有广的优点是以非扩散的方式接收数据，对环境没有任何信号污泛的应用价值。驾驶员通过视觉可以获得90％以上的环境信染。一般来说，图像采集的速度非常快，足以满足ITS的应息，例如交通标志、交通信号、车道线、道路形状、车辆、用，但是在有雾、夜间、阳光直射等情况下的鲁棒性远不如道路标记、障碍物等。但受ITS早期计算机硬件水平的制约，主动传感器，例如毫米波雷达。虽然计算机视觉的能力目前图像处理开始并没有得到广泛的应用。随着技术的飞速发展，还无法超越人类视觉的能力，例如在有雾或夜间无光照

7、情况该问题得到了很好的解决。目前的商业化处理器就足以满意下人类视觉也会遇到困难，但是它可以在某些情况下辅助驾图像处理的大计算量要求，从而为图像处理全方位进入ITS驶员，例如在注意力不集中或疲劳等情况下发出警报或者自领域提供了可能。此外，图像处理具有算法柔性大和适应能动纠正错误。力强等特点，几乎可以用于所有的ITS相关应用。一般来说，主动传感器和被动传感器的优缺点注定了它们分别适图像处理系统由三个部分组成：图像采集设备、图像处理硬合不同的应用场合：被动传感器非常适合一些