基于视频的车辆连续运动状态检测方法研究

发布时间：2017-08-28 01:03

  本文关键词：基于视频的车辆连续运动状态检测方法研究

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【摘要】：在交通监控视频中,车辆连续运动状态被完整记录下来,这为视频测速提供了先决条件。车辆的连续运动状态可以应用于交通流状态监测、驾驶行为观测、交通事故鉴定等方面,利用视频对车辆连续运动状态检测具有重要意义。本文首先分析了国内外车辆视频测速的研究现状,按照获取目标位置方式的不同对各种计算模型进行了归纳,总结出不同方法的优缺点,在此基础上确定了从车辆本身提取特征点的研究方法,通过对特征点的跟踪实现目标车辆定位。然后通过分析交通视频中车辆的运行状态,选取特征区域提取特征点,提出基于车轮像素点加权颜色直方图的图像识别算法,运用Mean Shift算法实现车辆轮心识别跟踪。从摄像机模型出发,分析了图像中车辆前后轮心之间单位像素与实际代表距离之间的关系,提出了改进的时间插值法,在此基础上建立了直线行驶状态下车辆连续速度测算模型。从阿克曼三角原理出发研究了车辆的转弯特性,在此基础上分析车辆前后轮的运动轨迹,给出内轮差表达公式。从内轮差角度出发,研究了内轮差在图像中的表现形式,利用时间插值法建立弯道行驶状态下车辆连续速度测算模型。接着对模型的准确性进行了实车验证,分别设计了车辆直线行驶状态紧急制动测速试验和小半径弯道低速行驶测速试验,验证了模型的准确性。最后开发了车辆连续速度测算系统。基于Matlab平台设计了GUI人机交互界面,建立了视频播放和分解、特征点选定和跟踪、车辆运动轨迹和连续速度输出等功能模块,实现了利用视频对车辆连续速度的自动测算。
【关键词】：交通视频 车轮跟踪 连续车速 GUI界面
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U495
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究的背景与意义8-9
• 1.1.1 课题研究背景8
• 1.1.2 课题研究意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.3 车辆连续运动状态检测必要性分析12
• 1.4 本文主要研究内容与技术路线12-14
• 第二章 车辆直线行驶连续车速测算模型14-42
• 2.1 视频数据分析处理14-24
• 2.1.1 视频数据处理14-19
• 2.1.2 特征点识别跟踪19-23
• 2.1.3 跟踪结果23-24
• 2.2 时间插值模型24-28
• 2.2.1 视频测速基本原理24
• 2.2.2 时间插值法计算时间24-28
• 2.3 改进的时间插值模型28-36
• 2.3.1 摄像机模型中车辆轨迹分析28-32
• 2.3.2 像素点与实际代表距离关系32-35
• 2.3.3 时间迭加插值法35-36
• 2.4 车辆直线行驶运动状态测算模型36-41
• 2.4.1 车辆直线行驶连续速度测算36-38
• 2.4.2 不同测算算法结果分析38-41
• 2.5 本章小结41-42
• 第三章 车辆弯道行驶连续车速测算模型42-48
• 3.1 汽车转弯特性42
• 3.2 弯道行驶车辆前后轮轨迹分析42-46
• 3.3 车辆弯道行驶连续速度测算46-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第四章 连续车速测算模型验证48-53
• 4.1 直线运动模型验证48-50
• 4.1.1 试验设计48-49
• 4.1.2 试验过程49
• 4.1.3 模型计算结果与试验结果分析49-50
• 4.2 弯道运动模型验证50-52
• 4.2.1 试验设计50-51
• 4.2.2 试验过程51
• 4.2.3 模型计算结果与试验结果分析51-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第五章 车辆连续速度测算系统开发53-61
• 5.1 系统设计53-55
• 5.1.1 系统概述53
• 5.1.2 系统开发平台53
• 5.1.3 系统功能与模块设计53-55
• 5.2 系统模块GUI交互界面实现55-60
• 5.2.1 系统界面55-56
• 5.2.2 视频播放和分解模块56-57
• 5.2.3 车辆特征点跟踪模块57
• 5.2.4 参数输入计算模块57-60
• 5.3 本章小结60-61
• 结论与展望61-63
• 结论61
• 不足与展望61-63
• 参考文献63-65
• 附录A65-71
• 附录B71-76
• 攻读学位期间取得的研究成果76-77
• 致谢77

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本文编号：746619