車型識(shí)別綜述

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1、車型識(shí)別綜述一.課題的背景和意義智能交通系統(tǒng)(ITs,IntelligentTransportationSystem)是集計(jì)算機(jī)、信息、電子及通信等多種高新科技手段于一體的交通控制和管理系統(tǒng)，是21世紀(jì)交通的重要發(fā)展方向。智能交通系統(tǒng)中的核心功能是對(duì)過(guò)往年輛的準(zhǔn)確檢測(cè)和正確的年型識(shí)別。當(dāng)前對(duì)車輛檢測(cè)分類技術(shù)的研究主要有兩個(gè)技術(shù)流派:車輛自動(dòng)識(shí)別(AutoVehideIdentification)和車輛自動(dòng)分類(AutoVehicleClassification)□前者是利用車載設(shè)備與地面基站設(shè)備互識(shí)進(jìn)行，該技術(shù)主要用于收費(fèi)系統(tǒng)中，在發(fā)達(dá)國(guó)家使用范圍較廣，如美國(guó)［2］的AE-PASS

2、系統(tǒng)、□本的ETC系統(tǒng)，全球衛(wèi)星GPS定位等。后者是通過(guò)檢測(cè)車輛本身固有的參數(shù)，在一定車輛分類標(biāo)準(zhǔn)下運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆诸愖R(shí)別算法，主動(dòng)地對(duì)車輛進(jìn)行分型，這一類技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，己經(jīng)有很多成熟的系統(tǒng)應(yīng)用在實(shí)際生活中，該類技術(shù)可以通過(guò)射頻微波、紅光、激光、聲表面波等方式來(lái)自動(dòng)識(shí)別車輛信息，也可以使用視頻圖像處理的方式來(lái)識(shí)別車牌、車型等車輛信息。比較成熟技術(shù)有環(huán)形線圈檢測(cè)、激為紅外線檢測(cè)、超聲波/微波檢測(cè)、地磁檢測(cè)等［3］,但這幾種方法各有優(yōu)劣，優(yōu)點(diǎn)是識(shí)別精確比較高，但缺點(diǎn)也很明顯，主要缺點(diǎn)有施工和安裝過(guò)程十分復(fù)雜，影響正常交通秩序，維護(hù)困難，主要設(shè)備易損壞，花費(fèi)較大等。近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)多媒體

3、技術(shù)和圖像處理技術(shù)的發(fā)展，基于視頻的車輛自動(dòng)分類識(shí)別技術(shù)在現(xiàn)代交通控制系統(tǒng)中占的分量也越來(lái)越人，社會(huì)各界投入的研究力量也越來(lái)越多。該類技術(shù)可以適應(yīng)動(dòng)態(tài)交通狀況的變化，通過(guò)實(shí)時(shí)采集大量的交通流量數(shù)據(jù)并將其傳輸?shù)浇煌ü芾碇行模行耐ㄟ^(guò)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)可以迅速做出控制決策，解決交通擁堵等問(wèn)題。同時(shí)，利用該技術(shù)可以分析道路的車流量信息，有利于公路網(wǎng)的總體規(guī)劃及道路建設(shè)。但上述功能的實(shí)現(xiàn)依賴于交通數(shù)據(jù)的采集和處理，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集器方法，不能人范圍覆蓋檢測(cè)區(qū)域，缺乏靈活性且功能單一。因此，隨著當(dāng)前交通系統(tǒng)中視頻設(shè)備的人量引入，越來(lái)越多地采用視頻檢測(cè)方法作為交通數(shù)據(jù)采集的手段，為智能交通系統(tǒng)提供所

4、需的路面運(yùn)動(dòng)車輛信息。由于我國(guó)對(duì)道路監(jiān)控［4］的口益重視，視頻檢測(cè)技術(shù)C成為智能交通領(lǐng)域最重要的信息采集手段，綜合評(píng)比，將視頻檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于高速公路和城市道路具有很人的可行性，基于視頻車型識(shí)別系統(tǒng)，將全面提高公路和信息采集和安全管理的水平，在智能交通系統(tǒng)中一定會(huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。基于視頻的車型識(shí)別系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)分析通過(guò)攝像頭和圖像采集卡獲取視頻圖像，通過(guò)對(duì)特定區(qū)域的視頻圖像處理分析，完成車輛檢測(cè)和車輛分類識(shí)別。該技術(shù)綠色、壞保，使用簡(jiǎn)潔，維護(hù)方便，只需在路面上方架設(shè)一部或幾部攝像機(jī)，或利用交通部門現(xiàn)有的電視監(jiān)控設(shè)備，將路面實(shí)時(shí)視頻圖像輸入系統(tǒng)中，可以立刻進(jìn)行分析，提取出需要的

5、交通流信息。因此，與其他技術(shù)相比，視頻檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)越性休現(xiàn)在：(1)采用非接觸檢測(cè)方式，安裝維護(hù)不必破開(kāi)路面，不影響路面壽命，不影響交通；(2)可以檢測(cè)更大范圍內(nèi)的交通流信息，從而減少設(shè)備數(shù)量，節(jié)約資金；(3)可以在采集交通流信息的同時(shí)提供交通的實(shí)時(shí)視頻圖像，便于監(jiān)察；(4)對(duì)于某些應(yīng)用，比如交通量調(diào)查等，可以把視頻圖像采集存儲(chǔ)后，離線進(jìn)行分析處理；(5)當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化，或系統(tǒng)移動(dòng)到他處使用時(shí)，只需簡(jiǎn)單設(shè)置，系統(tǒng)即可重新投入使用。(6)可以綜合提供交通數(shù)據(jù)信息和視頻圖像，便于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的全面、直觀檢測(cè)?？梢蕴峁┝髁?、速度、占有率、車長(zhǎng)度分類、車頭時(shí)距與車頭間距、排隊(duì)長(zhǎng)度等豐富的交通數(shù)據(jù)

6、監(jiān)控信息;而且借助視頻圖像的參考，可以極大的提高監(jiān)控質(zhì)量。綜上所述，開(kāi)展基于視頻圖像的車型識(shí)別研究意義重大，其研究成果不僅具有廣闊的應(yīng)用前景，而且對(duì)于解決擁堵的交通環(huán)境、規(guī)劃城市交通系統(tǒng)和盡快發(fā)展我國(guó)的智能交通系統(tǒng)等具有重要的戰(zhàn)略意義。二國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1國(guó)外的研究現(xiàn)狀⑴上世紀(jì)70年代初，德國(guó)西門了公司開(kāi)始研究口動(dòng)車輛識(shí)別，由于受當(dāng)時(shí)的整技術(shù)、工藝水平的限制，未能獲得滿意的效果。⑵Collins等⑸創(chuàng)建了一個(gè)路上移動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)、跟蹤、識(shí)別系統(tǒng)，用訓(xùn)練過(guò)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)是人、人群、車輛還是干擾，網(wǎng)絡(luò)的輸入特性量有目標(biāo)的分散性度量、目標(biāo)大小目標(biāo)表面大小與攝影機(jī)監(jiān)視區(qū)域大小的相

7、對(duì)值。車輛乂進(jìn)一步區(qū)分為不同類型和顏色。⑶Tan和Baker［6］描述了一種車輛定位和識(shí)別(小型公共汽車、轎車、卡車等)的方法，在一個(gè)小窗口內(nèi)，該方法依據(jù)圖像梯度進(jìn)行。利用地面約束以及大部分車輛外形受兩條直線約束的事實(shí)，可得到車輛的姿態(tài)。(4)Fung等［7］用高精度攝像機(jī)觀察車輛的運(yùn)動(dòng)來(lái)佔(zhàn)計(jì)車輛形狀，通過(guò)估計(jì)特征點(diǎn)(車體拐角處)得到車輛輪丿郭?；舅枷胧歉咛卣鼽c(diǎn)的移動(dòng)速度大于低特征點(diǎn)的移動(dòng)速度，因?yàn)楦咛卣鼽c(diǎn)離攝像機(jī)近，車輛輪廉可用與車輛識(shí)別。⑸加州大學(xué)伯克萊分校D.