长沙理工大学硕士学位论文
高速公路车流量检测系统设计
姓名：余浩亮申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：李鸿
201205
摘要随着我国经济的不断发展，智能交通系统已经成为了一个值得深思的话题。交通运输对人们的影响在日益加大。尤其体现在高速公路上。但如何才能保证高速公路的畅通性、安全性以及节能环保性呢，我们将从智能交通系统方面着手，建立～套高速公路车流量检测系统，以便交通部门掌握最及时的车流量信息，做出最及时的调整．本文基于达芬奇技术的ＤＭ６４６７，结合视频采集技术，数字图像处理算法，ＤＳＰ端的计算优势以及ＡＲＭ端的控制优势对高速公路的车流量检测系统进行了分析和设计。．’本文通过对各种检测技术的分析和讨论．采取了视频的检测方法，对提高系统的实时性和准确性有很大的帮助。ＴＩ公司的达芬奇技术具有很强的双核优势，计算能力和控制能力强。达芬奇平台的ＤＭ６４６７是一款专门针对数字图像处理的解决方案，具有很强的专业性。本文集合智能交通、数字图像处理、ＤＳＰ算法、嵌入式系统以及检测技术等多门学科，主要完成了以下的工作。（１）研究研究了智能交通系统的背景和发展，分析了嵌入式视频系统在车流量检测系统上的优势，得出发展智能交通系统具有很大的必要性。（２）论文对车流量检测的各种技术做了具体分析和讨论，采用具有较高实时性、准确性的视频采集技术。（３）论文分析了视频图像处理算法中的最大类间差分法的缺陷，并提出了改进，经验证改进了的方法具有更好的实时性和有效性。（４）论文在基于达芬奇技术平台上设计了高速公路车流量检测系统，编制了相关的软件，并得以实现。（５）为了验证本系统的有效性以及准确性，本文将采用一段ＣＣＤ高清摄像头采集的视频图像进行实验。关键词：高速公路：智能交通系统；车流量检测；视频检测：算法；达芬奇；ＤＭ６４６７ＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＣｈｉｎａ。Ｓｅｃｏｎｏｍｙ，ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｈａｓｃｌｅａｒｌｙｂｅｃｏｍｅａｔｏｐｉｃｗｏｒｔｈｐｏｎｄｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｔｒａｎｓｐｏｒｔｏｎｐｅｏｐｌｅｉｓｇｒｏｗｉｎｇ，ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｏｎｔｈｅｈｉｇｈｗａｙ．Ｂｕｔｈｏｗｃａｎｗｅｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓｍｏｏｔｈｆｌｏｗ、ｓａｆｅｔｙ、ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｗａｙ，ｗｅｗｉｌｌｂｅｆｒｏｍｔｈｅａｓｐｅｃｔｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｔｏｐｒｏｃｅｅｄｉｔ，ｓｅｔｔｉｎｇｕｐａｈｉｇｈｗａｙｔｒａｆｆｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ＳｏｔｈａｔｔｈｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｓｅｃｔｏｒｃａｎｇｒａｓｐｔｈｅｍｏｓｔｔｉｍｅｌｙｔｒａｆｆｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＭａｋｅｔｈｅｍｏｓｔｔｉｍｅｌｙａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｓ．ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｉｓｂａｓｅｄｏｎＤａＶｉｎｅｉｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＴｈｅＤＭ６４６７，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｖｉｄｅｏｃａｐｔｕｒｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｄｉｇｉｔａｌｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａＩｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅＤＳＰｓｉｄｅａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅＡＲＭｓｉｄｅｏｆｔｈｅｈｉｇｈｗａｙｔｒａｆｆｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎａｖａｒｉｅｔｙｏｆｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ｔＯｔａｋｅｔｈｅｖｉｄｅｏｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ａｇｒｅａｔｈｅｌｐｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｙｓｔｅｍ。ｓｒｅａｌ—ｔｉｍｅａｎｄａｃｃｕｒａｃｙ．ＴＩ’ＳＤａＶｉｎｃｉｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓａｓｔｒｏｎｇｄｕａｌ—ｃｏｒｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｓｔｒｏｎｇｃｏｍｐｕｔｉｎｇｐｏｗｅｒａｎｄｃｏｎｔｒ０１．ＴｈｅＤＭ６４６７ＤａＶｉｎｃｉｐｌａｔｆｏｒｍｉｓａｓｏｌｕｔｉｏｎｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙｆｏｒｄｉｇｉｔａｌｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｈａｓａｓｔｒｏｎｇｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ｍｕｌｔｉ—ｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅｄｉｇｉｔａｌｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＤＳＰａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｍａｉｎｌｙｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｔａｓｋｓ：（１）Ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ，ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄｖｉｄｅｏｔｒａｆｆｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｄｒａｗｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ｓｙｓｔｅｍｓｈａｓｇｒｅａｔｎｅｃｅｓｓｔｔｙ．（２）Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｓｐｅｃｉｆｉｃａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｆｔｒａｆｆｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇ，ｕｓｉｎｇａｈｉｇｈｅｒｒｅａｌ—ｔｉｍｅ，ａｃｃｕｒａｔｅｖｉｄｅｏｃａｐｔｕｒｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．（３）Ｔｈｅｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｍｅｔｈｏｄｉｎｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｃｌａｓｓｉｎｔｈｅｖｉｄｅｏｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ａｎｄｐｒｏｐｏｓｅｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ，ｐｒｏｖｅｎｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍｅｔｈｏｄｈａｓｂｅｔｔｅｒｒｅａｌ—ｔｉｍｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅＳＳ．（４）Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｉｎｈｉｇｈｗａｙｔｒａｆｆｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｂａｓｅｄ０ｎＤａＶｉｎｃｉｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｐｌａｔｆｏｒｍ，ｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｒｅｌａｔｅｄｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｎｄｃａｎＩＩｂｅａｃｈｉｅｖｅｄ．（５）Ｉｎｐａｐｅｒｏｒｄｅｒｂｅｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｆｏｒａｎｄａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｉｓａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｗｉｌｌｕｓｅｄｓｏｍｅＣＣＤＨＤｃａｍｅｒａｖｉｄｅｏｉｍａｇｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄ：ｈｉｇｈｗａｙ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ；ｙｓｔｅｍ；ｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ＤａＶｉｎｃｉ；ＤＭ６４６７ＩＩＩ第一章绪论１．１研究背景及意义随着我国经济的快速发展，交通运输对人们的影响在日益加大，道路交通出现的问题也在不断的增加，为了解决这一难题，人们提出了智能交通的概念。它运用智能化的管理对交通进行规划，保证了道路的畅通性、安全性以及节能环保性。视频信息因其直观，实时，涵盖的信息广泛等特点在智能交通中往往被用作重要信息被采用。随着视频图像处理技术以及人工智能技术的迅猛发展，与智能交通系统相关的视频信息采集技术得到了广泛的运用。本章节将对智能交通系统的概念，发展历史以及我国在建设智能交通系统中出现的问题做详细的分析与研究。１．１．１智能交通系统的概述智能交通系统，英文解释为ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｒａｎｓｐｏｎａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，即ＩＴＳ．它利用尖端的电子技术，构成以“车辆～公路一人员＂三位一体的交通系统‘１１。这个先进的有机组合的系统，如运行有序，能使驾驶员对交通情况了如指掌，为交通管理者提供及时和详细的交通状况与车辆信息。提高了道路的安全性，保证了系统工作的效率，是世界经济迅速发展的必然产物。ＩＴＳ的研究领域包含：智能化的导航系统、公路自动收费系统、高．效公路管理系统和公共交通救援系统等其他几个方面１２】。他包括先进的交通管理系统、先进的交通信息系统、先进的车辆控制系统、先进的公共交通系统。ＩＴＳ是交通运输系统的关键技术所在，各国也开始纷纷开发和研究此项技术。尤其是美国、日本和欧洲，都提供了规模庞大的研发团队和资金，取得了优异的成果，值得我国学习和借鉴。同时ＩＴＳ还具有以下的几个重要性能：（１）安全性。根据学者研究，随着智能系统的广泛运用，致命事故在未来１０可以减少ｌ０％，未来２０年可以减少２５％，在３０年内达到５Ｏ％。（２）环保性。ＩＴＳ的运用使道路更加顺畅，平均车速随着不断提高，节省了燃油，同时减少了废气排放量。（３）增效功能。智能交通系统的运用将会掀起新的经济增长点”Ｊ。１．１．２智能交通系统的发展历史和现状对于智能交通系统的发展历史，每个国家都有不同的看法。但大部
高速公路车流量检测系统设计
