智能交通监控中运动目标检测与跟踪算法研究.docx

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1、密级：南昌大苧NANCHANG UNIVERSITY学士学位论文THESIS OF BACHELOR(2008 2012 年)题 目 智能交通监控中运动目标检测及跟踪算法研究学 院：信息工程学院 系 学子信息工程专业班级：电子083学生姓名：邹杰 学号: 6100208144指导教师：赖青梧 职称:讲师起讫日期：2012年3月5日2012年.5月27日南昌大学学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确

2、方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。日期:作者签名:学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在 年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密口。（请在以上相应方框内打“J”）作者签名：日期：日期:导师签名:智能交通监控中运动目标检测及跟踪算法研究专 业：电子信息工程 学 号：6100208144学生姓名：邹杰指导教师：赖青梧摘要随着

3、社会经济的不断发展和交通运输量的持续增长，交通管理日趋紧迫。智能交通系统(Intelligent Transportation System,简称ITS)则是伴随着这种潮流发展出来的，其是指运用先进的计算机技术，电子信息技术，自动控制技术等将人(包括驾驶员和交通管理者)、车辆、道路三者有机的结合起来，使之成为一个运行有序的系统。从而有效地利用交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全和提高运输效率。由于其理论还不是很完善，新的方法和技术还有待开发，因此，对运动目标的检测与跟踪，是一个既有理论意义又有实用价值的课题。本文将针对智能交通监控中的运动目标检测及跟踪算法的问题，所做的主要工作包括以

4、下几个方面：(1)通过时域检测法来检测监控系统中车辆的运动，并且着重研究了帧间差分法来实现运动目标的检测，运用Matlab平台进行验证。并且还扩展了另外一种检测方法及边缘检测法。(2)目标车辆跟踪部分，在运动检测的基础上，详细研究了如何运用Meanshift算法实现运动车辆的跟踪，并且通过实验证实Mean shift算法在多目标车辆跟踪方面也能够取得较好的效果。关键词：智能交通监控系统；帧间差分法；高斯混合模型；Mean shift；运动目标跟踪Research on Moving Objects Detection and Trackingfor Intelligent Traffic Mo

5、nitoringAbstractWith the development of social economy and the increase of transportationvolum,the transportation supervising is more and more impeding. IntelligentTransportation system(ITS in short)is invented with this trend, which connectspeople(including driver and transportation supervisor),veh

6、icle and road with the useof advanced computer technology, electronic message and automation technology tomake it a order movement system. So as to make full use of transport infrastructure toreduce transport burden and environmental pollution, and to ensure transport securityand increase transport

7、efficiency. As the theory is not very perfect, new method andtechnology is to be developed. Therefore, the detecting and tracking of moving targetis a course of both theoretical meaning and practical value. This article is to talk aboutthe problem of detecting and tracking of moving target as well a

8、s the track arithmeticin ITS , concerning the following aspects:(1) With the method of time domain to detect and monitor the movement ofvehicle in the ITS, put emphasize on the method of frame difference to realizethe detecting of moving target. By employing the platform of Matlab to testand expand

9、another detecting method as well as edge detection method.(2) As for the track of target vehicle, on the basis of movementdetecting .elaborately study the use of mean shift to track the target, andmake experiment to testify the good effect with the use of mean shift on thedetection of target vehicle

10、.KEY WORDS: Intelligent Transportation System; Method of time domain;Gaussian mixture model; Mean shift; Detection of moving target目录4.2智能交通监控的未来发展方向.II.1.1.1.3.4.5.5.6.6.7.7.8.9.9.1().12.14.14.14.16.17摘要Abstract第一章 绪论1.1 智能交通系统的概述.1.2 交通中车辆检测与跟踪1.3 本文主要工作1.4 本文组织结构第二章时域运动车辆检测.2.1 边缘检测法2.2 帧间差分法2. 2

11、. 1相邻两帧差.2.2.2多帧相差法.2.3实验及分析第三章运动目标跟踪3.1 Mean Shift运动目标跟踪3.2 实验及分析3.3 本章小结第四章总结与展望 1 .1:名占参考文献致谢第一章绪论1.1 智能交通系统的概述随着生活节奏的不断加快，交通情况逐渐成为人们关注的重要信息之一。而智能交通系统（Intelligent Transportation System,简称ITS）则是伴随着这种潮流发展出来的，其是指运用先进的计算机技术，电子信息技术，自动控制技术等将人（包括驾驶员和交通管理者）、车辆、道路三者有机的结合起来，使之成为一个运行有序的系统。从而有效地利用交通设施、减少交通负荷

12、和环境污染、保证交通安全和提高运输效率。随着智能交通系统的多年发展，各国对ITS都已经有了比较深入的研究和实践。1990年，日本首先提出了智能交通（ITS）,它作为国际性术语正式认定于1994年。但其思想早在20世纪30年代已有萌芽，当时美国通用汽车公司和福特汽车公司倡导和推广过“现代化公路网”的构想，在20世纪60年代末期，美国开始了智能交通方面的研究，之后，欧洲、日本等也相继加入这个行列。进入20世纪80年代中期，特别是1990年以来，ITS却突然以惊人的速度发展，许多发达国家争先恐后地投以巨资进行ITS的研究与开发。目前，世界上已形成了美国、日本、欧盟三大ITS研究开发基地。除此之外，亚

13、洲的韩国、新加坡和我国的香港特区ITS发展水平也比较高。我国在这方面还处于起步阶段，但ITS作为跨世纪经济增长点和交通系统建设必然选择的重要性已得到国家相关部门的高度重视。1995年中国国家技术监督局交通部门正式批准成立ISO TC204中国委员会，该委员会把推进中国IOTS标准化作为主要任务。1998年1月交通部正式批复成立交通智能运输系统工程研究中心（ITSC）,投资1400万元建设交通智能运输系统中心实验室，将为今后国家制定交通运输的发展和政策提供科学依据。中国在经过了这二十年的发展后，市场普及和应用程度已经相当高了，产品类型繁多，针对不同的用户对象和应用环境，有不同的组成配置、安装方式

14、和功能特点。从全国各地监控系统的建设来讲，经过多年来的努力已经初具规模，成为提高交通管理部门的执法水平，向科技要警力的重要手段。智能交通监控系统作为中国智能交通建设的一个部分，正发挥着越来越重要的作用。随着不断推出各种标准和规范，将促进该行业朝着规范，、有序的方向发展。在今后的发展过程中，将具有如下几点趋势：（1）采用、研发高性能硬件设备和高稳定性的计算机操作系统来保证监控系统稳定、高效可靠运行；（2）功能多元化系统是未来的法杖方向；（3）设备管理实现智能化，升级、维护服务实现专业化；（4）建设在智能交通综合管理平台之上。1.2 交通中车辆检测与跟踪要想实现交通系统能够走向智能化，那么交通系统

15、中车辆的检测与跟踪就是必不可少的，并且检测出车辆就是整个过程的前提。因此车辆识别检测技术就是在这样的需求下产生的。最早接触和使用的检测技术是雷达检测技术，其主要是用来检测车辆的速度。雷达检测技术的原理是通过向运动着的车辆发射一定频率的无线电波，并检测物体反射回来的电波频率和发射频率的差别，利用发射和反射回来的电磁波频率的差别来计算运动车辆的速度，实现对车辆的检测。除了可以检测车速外，它还能通过对车辆进行计数达到统计交通流量的目的，也可用于车辆存在的检测等。目前车辆检测技术的方法有:超声波（微波）检测、红外检测、环形感应圈检测等等。在这些检测方法当中，超声波（微波）检测体积小，易于安装，但其性能随环境温度和气流影响而降低，并且精度不高，不能检测静止或低速行驶的车辆,容易受车辆遮挡和行人的影响；红外线检测昼夜可采用同一算法而解决昼夜转换的问题，可提供大量交通管理信息，但