基于计算机视觉的交通流量智能监测技术研究

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1、分类号：TP391密级：公开专业学位研究生学位论文论文题目（中文）基于计算机视觉的交通流量智能监测技术研究ResearchonTrafficFlowSurveillance论文题目（外文）TechnologyBasedonComputerVision研究生姓名高昕源学位类别工程硕士专业学位领域电子与通信工程学位类别硕士导师姓名、职称许存禄副教授论文工作起止年月2015年4月至2016年4月论文提交日期2016年4月论文答辩日期2016年5月学位授予日期2016年6月校址：甘肃省兰州市原创性声明本人郑重

2、声明：本人所呈交的学位论文，是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用授权的声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属兰州大学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定，同意学校保存或向国家

3、有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为兰州大学。本学位论文研究内容：□可以公开□不宜公开，已在学位办公室办理保密申请，解密后适用本授权书。（请在以上选项内选择其中一项打“√”）论文作者签名：导师签名：日期：日期：基于计算机视觉的交通流量智能监测技术研究摘要随着我国经济的发展，汽车保有

4、量增速迅猛，与之而来的是困扰各个城市的交通问题。科学有效地规划、管理城市交通成为城市发展的重要一环。在计算机视觉逐步发展的今天，如何利用计算机视觉解决交通问题成为了热门研究方向。本文的目标是实现一个智能交通流量监测原型系统，通过算法处理道路监控摄像头提供的实时视频，得到相应路段交通流量的有关数据。这样，交通管理部门可以依据这些数据，有针对性地调控相应路段的交通管理策略，最终达到提高道路交通的管理效率，缓解交通拥堵，减少交通事故的目的。在一段时间内，经过道路的车辆数量反映了交通流量的大小。我们使用多目标

5、跟踪算法对视频中的车辆进行跟踪，以达到统计车辆数量的目的。在实现车辆跟踪之前，我们首先对比了有关视频预处理的算法和背景建模算法的试验效果，采用适用于本文目标的中值滤波与混合高斯背景建模算法。通过背景建模等相关算法的处理之后，得到可以用于多目标跟踪的前景运动目标。我们首先提出了基于Lucas-Kanade稀疏光流的多目标跟踪算法，该算法将一般的单一目标的光流法跟踪拓展到多目标跟踪；实现了基于Cam-Shift的多目标跟踪算法；并在以上两种多目标跟踪算法的基础上提出了基于轮廓中心的多目标跟踪算法，该算法在

6、保证跟踪成功率的同时，极大地提升了算法运算速度，该算法还能适应夜间光照不足的情况。最后，详细论述了智能交通流量监测系统的实现过程，并给出了多种环境下的实验结果。在不同交通状况和不同光照条件下，我们针对跟踪算法的执行速度与车辆数量统计的准确度做出详细的对比实验，实验结果证明在较好的实验条件下，本文提出的两种算法跟踪成功率较高且执行速度较快。而在光照不足或交通极其拥堵的情况下，跟踪算法的成功率都有所降低。本文通过实验结果发现，多目标跟踪失败的主要原因是传统背景建模的算法不能有效分离粘连在一起的多个运动目标

7、，并在目标长时间停止时将目标认为是背景。所以，改善跟踪算法的性能并不能从根本上解决这些问题，我们将在以后的工作中尝试通过其他方式获取前景运动目标。关键词：多目标跟踪，交通流量监测，Cam-Shift，光流法，OpenCVIResearchonTrafficFlowSurveillanceTechnologyBasedonComputerVisionAbstractWiththeboomofChina`seconomyandtheincreasingifcarownership,almosteachci

8、tysuffersfromthetrafficproblem,sothathowtomanageurbantrafficeffectivelybecomesasignificantpartofurbandevelopment.Today,solvingthetrafficproblemwithcomputervisionisapopularresearchfieldbythematurityofcomputervision.Thegoalofthispa