一种道路交通视频信息获取及智能处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种道路交通视频信息获取及智能处理系统，控制器上设置视频传感接口、DDR控制器、NAND Flash接口、MMSC/SD接口、MMSC/SD接口、JTAG接口、UART接口、USB2.0接口、GPIO接口、RS485接口；CCD摄像机连接用于实现模拟信号到数字信号转换的A/D转换模块，DDR存储器连接控制器上的DDR控制器接口，NAND Flash接口连接控制器上的NAND Flash接口，用于连接有线网络的有线网络接口模块连接控制器上的MMSC/SD接口，云台控制器连接控制器上的RS485接口，雷达测速模块连接控制器上的GPIO接口，EVDO 3G模块连接控制器上的USB2.0接口，串口RS232连接控制器上的UART接口，JTAG接口连接控制器上的JTAG接口。本实用新型提高了城市交通智能化管理水平和效率，对减缓城市交通拥堵有积极作用。
【专利说明】一种道路交通视频信息获取及智能处理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于智能系统领域，尤其涉及一种道路交通视频信息获取及智能处理系统。
【背景技术】
[0002]本世纪以来，兰州市经济发展速度每年几乎都以两位数的数字增长，人民生活水平不断提高，居民拥有汽车的数量与日俱增。与此同时，由于受东西狭长、南北不阔的带状地形限制，加之黄河与铁路的阻隔，兰州城区形成了 “东西拥挤、南北不畅”的交通局面；城区道路建设中存在投入力度不够，建设缓慢，道路容量严重不足；兰州交警队伍面临警力不足、交通违章现象严重，按城市人口的万分之四配备交警，兰州市交警缺口约500人左右；交通管理科技含量低，信息化手段相对落后等问题，使城市交通拥堵问题日益凸显并日趋严重，交通拥堵现象已由点到线、由局部向城市大范围蔓延，几乎到了 “无路不堵，无日不堵”的局面。
[0003]随着兰州市机动车辆增长迅速、城市道路交通疏导任务日益繁忙，交通安全形势面临日益严峻的考验。为明显改善兰州市道路交通秩序，缓解城区交通阻塞，减轻交通警察工作强度，必须依靠先进技术、科学管理，强化交通安全宣传教育工作，提高交通参与者的交通安全意识，完善交通安全基础设施、加大交通管理科技投入，进而提高交通疏导和指挥力度和非现场处罚的力度，提高道路交通管理效能。目前兰州市由于交通科技投入较少，路面交通警力不足，城区交通情况主要依靠民警上路巡逻或者接听报警电话获取，对交通事件处理不及时、不到位。对城区主次干道及交通道口的交通流、交通状态等监控信息采集不齐全、交通信息处理能力薄弱，利用率较低，无法进行数据的综合分析和深层次挖掘，也就难以实时掌控路面的交通状况，更难于掌握全市交通管理未来的发展态势。
[0004]城市交通拥堵问题已成为制约兰州市当前发展、缓解兰州城市污染的最大瓶颈。为改善兰州交通拥堵现状，2010年兰州市市政府提出了“逐步建立以公共交通为主体，以轨道交通为骨干，以智能交通为管理的现代城市公共交通体系，最终实现客货、快慢、人车、机非分流，实现畅通兰州”的目标。要达到这个目标，必须将城市交通拥堵问题纳入兰州市交通中长期整体规划当中，并与解决近期燃眉之急有机结合起来。通过采用先进技术手段，改进交通管理方式，提升现有道路智能化管理水平，重点优化提升主干道路和枢纽型十字路口的通行量，充分利用现有道路资源等措施，是一个以“向管理要道路、向先进技术要道路”的有效方法。
[0005]更重要的是，迄今还没有非常完善的关于道路交通视频信息获取及智能处理系统的相关研究和报道，本实用新型旨在提供一个相对完善的道路交通视频信息获取及智能处理系统，以解决目前对城区主次干道及交通道口的交通流、交通状态等监控信息采集不齐全、交通信息处理能力薄弱，利用率较低，无法进行数据的综合分析和深层次挖掘，也就难以实时掌控路面的交通状况，更难于掌握全市交通管理未来的发展态势的问题。实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于提供一种道路交通视频信息获取及智能处理系统，旨在解决城区道路建设中存在投入力度不够，建设缓慢，道路容量严重不足；交警队伍面临警力不足、交通违章现象严重，交通管理科技含量低，信息化手段相对落后的问题。
[0007]本实用新型是这样实现的，一种道路交通视频信息获取及智能处理系统，该道路交通视频信息获取及智能处理系统包括:
[0008]道路交通视频信息获取及智能处理系统主要由:TMS320DM642控制器、CXD摄像机、A/D转换模块、DDR存储器、NANDFlash接口、有线网络接口模块、云台控制器、雷达测速模块、EVD03G 模块、串口 RS232、JTAG 接口 ；
[0009]TMS320DM642控制器上设置视频传感接口、DDR控制器、NANDFlash接口、MMSC/SD接口、MMSC/SD 接口、JTAG 接口、UART 接口、USB2.0 接口、GP1 接口、RS485 接口 ；
[0010]CXD摄像机连接用于实现模拟信号到数字信号转换的A/D转换模块，DDR存储器连接TMS320DM642控制器上的DDR控制器接口，NANDFlash接口连接TMS320DM642控制器上的NANDFlash接口，用于连接有线网络的有线网络接口模块连接TMS320DM642控制器上的MMSC/SD接口，云台控制器连接TMS320DM642控制器上的RS485接口，雷达测速模块连接TMS320DM642控制器上的GP1接口，EVD03G模块连接TMS320DM642控制器上的USB2.0接口，串口 RS232连接TMS320DM642控制器上的UART接口，JTAG接口连接TMS320DM642控制器上的JTAG接口。
[0011]本实用新型提供的道路交通视频信息获取及智能处理系统，是对基于视频的交通图像信息获取及智能处理方法和技术的创新，搭建交通视频图像信息获取及智能处理实验平台，道路交通视频信息获取及智能处理方法将先进的信息、数据通信传输、电子传感、电气控制、计算机以及智能信息处理等技术有效集成，构成了完整的综合运输和管理体系。该系统可以实时、准确、高效地监控、优化、诱导交通流量，以缓解交通拥挤问题。城市有关部门和专家提出的“绿波走廊”、“限时限速”、“可变车道”、“单向通行”等缓解交通堵塞的措施都需要依靠ITS系统才能有效实施。道路交通信息包括车流量、车型、车速、车辆运行轨迹等基本交通参数，这些信息的获取是ITS发挥作用的前提和基础。而交通视频图像中包含了大量这类交通信息。因此，交通视频图像信息获取及智能处理关键技术已经为众多研究人员所关注，并且已取得一定成果。
[0012]本实用新型还重点研究开发主干道路和枢纽型十字路口车流量统计、车型识别、异常行驶车辆检测、违停和逆行车辆检测与识别等关键技术，获取车流量、车型、车速、车辆运行轨迹等基本交通参数，不仅可以节省大量警力，而且获取的道路交通信息可以为交通实时监控、城市交通诱导、警力调度优化、违章行为处罚提供基础数据，大大提高城市交通智能化管理水平和效率，对减缓城市目前交通拥堵有积极的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型实施例提供的道路交通视频信息获取及智能处理方法的流程图；
[0014]图2是本实用新型实施例提供的道路交通视频信息获取及智能处理系统的结构示意图；
[0015]图中:1、TMS320DM642控制器；2、CCD摄像机；3、A/D转换模块；4、DDR存储器；5、NANDFlash接口 ；6、有线网络接口模块；7、云台控制器；8、雷达测速模块；9、EVD03G模块；
10、串口 RS232 ; 11、JTAG 接口。
【具体实施方式】
[0016]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型不存在软件或方法的创新。
[0017]必要技术方案:
[0018]结合附图1对本案例进行说明，本实用新型实施例是这样实现的，一种道路交通视频信息获取及智能处理方法，该方法的步骤包括:
[0019]S101、对车辆视频进行预处理，即采用中值滤波消除强干扰椒盐噪声，并采用一种基于区域聚类的新方法去除动态阴影；
[0020]S102、对交通道路路口车流量进行检测，采用虚拟检测线法用来检测车辆的运行速度，通过得到虚拟检测线和车辆之间的自相关系数，来分析车辆的时速；
[0021]S103、对车辆车型进行识别，采用基于加权距离最小支持向量机分类器和模糊支持向量机分类器的组合分类方法实现高效、高精度车型识别技术；
[0022]S104、对车辆车型进行识别，根据每个样本对分类结果的不同影响，通过相应的度量方法计算出相应的度量值，由此得到不同的惩罚值；
[0023]S105、对违章车辆进行检测，根据前面部分得到的参数，综合各子系统的参数，进行对比和分析，对相关违规车辆进行报警，并跟踪记录，直到车辆行为恢复正常。
[0024]次要技术方案:
[0025]进一步，在SlOl中采用中值滤波消除强干扰椒盐噪声，对图像中的非噪声点的影响较小，保持图像的轮廓。
[0026]进一步，在SlOl中采用一种基于区域聚类的新方法去除动态阴影时，应先利用图像的梯度特性判断阴影所在的方向，在相应阴影区域设定一定的聚类准则来划分阴影和目标车辆的边界，最后去除阴影；将去除阴影后的彩色图像通过灰度转化公式转化到灰度空间，灰度空间中，用黑白之间不同灰色来显示图像。
[0027]进一步，在S102中采用的虚拟检测线法是一种结合传统虚拟线圈技术的用虚拟线圈组合框法来检测车流量的新方法，并进行了虚拟线圈组合。
[0028]进一步，在S103中，在车型样本训练阶段，采用基于加权最小分类器结合支持向量机的快速训练算法，对于车型分类采用基于二叉决策树的支持向量机的基础上加入模糊隶属度函数的方法进行车型分类。
[0029]进一步，在S103中采用的一种基于加权最小分类器结合支持向量机的快速训练算法的具体实现步骤是，在训练决策向量机的每一层支持向量机分类器时，先采用加权最小距离分类器将训练集分为正反两类，然后利用全部正例样本以及结合加权最小距离分类法挑选出来的最可能成为支持向量的反例样本训练SVM并获得SVM分类器，从而加快训练速度。
[0030]进一步，在S104中根据每个样本对分类结果的不同影响，通过相应的度量方法计算出相应的度量值，由此得到不同的惩罚值，在构造超平面时可以忽略掉对分类结果相对不重要的数据，提高效率。
[0031]进一步，结合车辆/阴影模型建立和判决，将区域聚类的理论和方法应用到车辆阴影消除技术。
[0032]进一步，在车型识别方面，采用了基于加权距离最小支持向量机分类器和模糊支持向量机分类器的组合分类方法来实现高效、高精度车型识别技术。
[0033]进一步，通过获取视频场景范围内车辆速度、方向及运行轨迹等交通信息参数，建立车辆运动模型，描述、分析和识别车辆行为。
[0034]如图2所示，本实用新型实施例的道路交通视频信息获取及智能处理系统主要由:TMS320DM642控制器1、CCD摄像机2、A/D转换模块3、DDR存储器4、NANDFlash接口 5、有线网络接口模块6、云台控制器7、雷达测速模块8、EVD03G模块9、串口 RS23210、JTAG接口 11 ;
[0035]TMS320DM642控制器I上设置视频传感接口、DDR控制器、NANDFlash接口、MMSC/SD 接口、MMSC/SD 接口、JTAG 接口、UART 接口、USB2.0 接口、GP1 接口、RS485 接口 ；
[0036]NANDFlash接口(Nand-flash内存是flash内存的一种，其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。Nand-flash存储器具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，因而在业界得到了越来越广泛的应用，如嵌入式产品中包括数码相机、MP3随身听记忆卡、体积小巧的U盘等。
[0037]CXD摄像机2连接用于实现模拟信号到数字信号转换的A/D转换模块3，DDR存储器4连接TMS320DM642控制器I上的DDR控制器接口，NANDFlash接口 5连接TMS320DM642控制器I上的NANDFlash接口，用于连接有线网络的有线网络接口模块6连接TMS320DM642控制器I上的丽SC/SD接口，云台控制器7连接TMS320DM642控制器I上的RS485接口，雷达测速模块8连接TMS320DM642控制器I上的GP1接口，EVD03G模块9连接TMS320DM642控制器I上的USB2.0接口，串口 RS23210连接TMS320DM642控制器I上的UART接口，JTAG接口 11连接TMS320DM642控制器I上的JTAG接口 ；
[0038]TMS320DM642控制器通过视频传感接口采集CXD摄像机实时路况视频；通过RS485接口控制摄像机的云台角度；通过GP1接口读取雷达测速模块的脉冲计数获得车辆的实时速度；利用USB2.0接口连接EVD03G模块上传处理结果和车辆图片，或者利用MMSC/SD接口连接有线网络接口模块上传处理结果和车辆图片；处理结果和采集的图片存储在MMSC/SD接口卡中。
[0039]工作原理:本实用新型提供了一种道路交通视频信息获取及智能处理方法，该方法的步骤包括:对车辆视频进行预处理，即采用中值滤波消除强干扰椒盐噪声，并采用一种基于区域聚类的新方法去除动态阴影；对交通道路路口车流量进行检测，采用虚拟检测线法用来检测车辆的运行速度，通过得到虚拟检测线和车辆之间的自相关系数，来分析车辆的时速；对车辆车型进行识别，采用基于加权距离最小支持向量机分类器和模糊支持向量机分类器的组合分类方法实现高效、高精度车型识别技术；对车辆车型进行识别，根据每个样本对分类结果的不同影响，通过相应的度量方法计算出相应的度量值，由此得到不同的惩罚值；对违章车辆进行检测，根据前面部分得到的参数，综合各子系统的参数，进行对比和分析，对相关违规车辆进行报警，并跟踪记录，直到车辆行为恢复正常。
[0040]本实用新型提供的道路交通视频信息获取及智能处理方法，是对基于视频的交通图像信息获取及智能处理方法和技术的创新，搭建交通视频图像信息获取及智能处理实验平台，道路交通视频信息获取及智能处理方法将先进的信息、数据通信传输、电子传感、电气控制、计算机以及智能信息处理等技术有效集成，构成了完整的综合运输和管理体系。该系统可以实时、准确、高效地监控、优化、诱导交通流量，以缓解交通拥挤问题。城市有关部门和专家提出的“绿波走廊”、“限时限速”、“可变车道”、“单向通行”等缓解交通堵塞的措施都需要依靠ITS系统才能有效实施。道路交通信息包括车流量、车型、车速、车辆运行轨迹等基本交通参数，这些信息的获取是ITS发挥作用的前提和基础。而交通视频图像中包含了大量这类交通信息。因此，交通视频图像信息获取及智能处理关键技术已经为众多研究人员所关注，并且已取得一定成果。
[0041]本实用新型还重点研究开发主干道路和枢纽型十字路口车流量统计、车型识别、异常行驶车辆检测、违停和逆行车辆检测与识别等关键技术，获取车流量、车型、车速、车辆运行轨迹等基本交通参数，不仅可以节省大量警力，而且获取的道路交通信息可以为交通实时监控、城市交通诱导、警力调度优化、违章行为处罚提供基础数据，大大提高城市交通智能化管理水平和效率，对减缓城市目前交通拥堵有积极的作用。
[0042]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种道路交通视频信息获取及智能处理系统，其特征在于，该道路交通视频信息获取及智能处理系统包括:控制器、CXD摄像机、A/D转换模块、DDR存储器、NANDFlash接口、有线网络接口模块、云台控制器、雷达测速模块、EVD03G模块、串口 RS232、JTAG接口 ； 控制器上设置视频传感接口、DDR控制器、NANDFlash接口、MMSC/SD接口、MMSC/SD接口、JTAG 接 口、UART 接 口、USB2.0 接口、GP1 接 口、RS485 接 口 ； CXD摄像机连接用于实现模拟信号到数字信号转换的A/D转换模块，DDR存储器连接控制器上的DDR控制器接口，NANDFlash接口连接控制器上的NANDFlash接口，用于连接有线网络的有线网络接口模块连接控制器上的MMSC/SD接口，云台控制器连接控制器上的RS485接口，雷达测速模块连接控制器上的GP1接口，EVD03G模块连接控制器上的USB2.0接口，串口 RS232连接控制器上的UART接口，JTAG接口连接控制器上的JTAG接口。
【文档编号】H04N7/18GK204087487SQ201420413768
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】伍忠东, 李强, 周冬梅, 刘欣, 张明星, 孟歌, 张雁宁 申请人:兰州交通大学