Luận văn Hệ thống điều khiển giao thông thông minh cho đô thị

MỤC LỤC

Trang

Trang phụbìa

LỜI CÁM ƠN. i

MỤC LỤC. ii

DANH MỤC CÁC BẢNG. v

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ. v

DANH MỤC CÁC TỪVIẾT TẮT. vi

Chương 1 - TỔNG QUAN. 1

1.1 - Giới thiệu. 1

1.2 - Vấn đềcần giải quyết. 1

1.3 - Giải pháp. 1

1.4 - Các yêu cầu đặt ra đối với hệthống. 2

1.5 - Cấu trúc của luận văn. 2

Chương 2 - BÀI TOÁN NHẬN DẠNG ĐỐI TƯỢNG CHUYỂN ĐỘNG

TRONG VIDEO. 4

2.1 - Một sốkhái niệm. 4

2.1.1 - Cấu trúc Video. 4

2.1.2 - Key - frame. 5

2.2 - Tổng quan vềphương pháp phát hiện đối tượng chuyển động trong video dựa

vào phân đoạn ảnh. 5

2.3 - Thuật toán phát hiện đối tượng chuyển động. 8

2.3.1 - Lý thuyết cơbản trong phát hiện chuyển động. 8

2.3.2 - Chi tiết thuật toán phát hiện chuyển động. 11

2.3.2.1 - Rút trích đặc trưng.13

2.3.2.2 - Cường độsáng.13

2.3.2.3 - Màu sắc.13

2.3.2.4 - Đặc trưng bất biến về độchiếu sáng.14

2.3.3 - Phân tích đặc trưng. 14

2.3.3.1 - Kỹthuật lấy khung hình đối chiếu.14

2.3.3.2 - Phương pháp xác định khung hình đối chiếu cố định.15

2.3.3.3 - Phương pháp xác định khung hình đối chiếu động.15

2.3.3.4 - So sánh kết quảhai phương pháp sửdụng khung hình đối chiếu:.17

2.3.4 - Tính toán ma trận khác biệt (Mc). 19

2.3.5 - Nhận biết chuyển động. 21

2.3.6 - Xác định ngưỡng dựa trên kinh nghiệm. 22

2.3.7 - Xác định ngưỡng động. 23

2.3.8 - Lọc nhiễu. 24

2.3.8.1 - Lọc nhiễu trên ma trận nhận biết chuyển động Mo.25

2.3.8.2 - Lọc nhiễu trên ma trận Mo và ma trận ảnh gốc Mi.27

2.4 - Nhận xét và đềxuất. 28

Chương 3 - ỨNG DỤNG BÀI TOÁN NHẬN DẠNG CHUYỂN ĐỘNG

TRONG ĐIỀU KHIỂN GIAO THÔNG. 29

3.1 - Một số ứng dụng của thuật toán phát hiện chuyển động trong thực tế[9]. 29

3.1.1 - Giám sát giao thông. 29

3.1.2 - Dựbáo kẹt xe. 29

3.1.3 - Tính độlớn của hàng đợi xe tại giao lộ để điều khiển giao thông. 29

3.1.4 - Phát hiện tai nạn. 30

3.1.5 - Báo động khi lái xe đi lệch hướng. 30

3.1.6 - Cập nhật chỗtrống trong nhà xe. 30

3.2 - Bài toán phát hiện chuyển động trong điều khiển giao thông. 30

3.2.1 - Giới thiệu bài toán. 30

3.2.2 - Hiện trạng chung của các dựán liên quan. 31

3.2.3 - Tìm hiểu vềhệthống điều khiển giao thông. 31

3.2.4 - Ứng dụng logic mờvào điều tiết giao thông. 33

3.2.5 - Thuật toán điều phối giao thông cơbản. 33

3.2.5.1 - Phạm vi.33

3.2.5.2 - Mô tảthuật toán.34

3.2.5.3 - Mô hình.35

3.2.5.4 - Thuật giải.35

3.2.5.5 - Các hạn chế.36

3.2.5.6 - Các cải tiến đềnghị.36

3.2.5.7 - Đánh giá.37

Chương 4 - PHÁT TRIỂN HỆTHỐNG ĐIỀU KHIỂN GIAO THÔNG

THÔNG MINH CHO ĐÔ THỊ. 38

4.1 - Mục đích và phạm vi ứng dụng. 38

4.2 - Mô hình phát hiện chuyển động được áp dụng trong chương trình. 38

4.2.1 - Hàm rút trích đặc trưng Fa. 40

4.2.2 - Thuật toán cập nhật nền tự động. 40

Mô tảthuật toán:.43

4.2.3 - Hàm đo khoảng cách Fc. 43

4.2.4 - Hàm nhận biết chuyển động Fb. 44

4.2.5 - Lọc nhiễu. 45

4.2.6 - Khửbóng. 47

4.3 - Cấu trúc chương trình. 50

4.3.1 - Cấu trúc chính. 50

4.3.2 - Phần phát hiện chuyển động. 52

4.3.3 - Phần mô phỏng nút giao thông. 52

4.3.4 - Phần trợgiúp điều khiển giao thông. 52

4.3.5 - Chương trình mô phỏng nút giao thông. 53

4.4 - Môi trường cài đặt. 53

4.5 - Cấu hình phần cứng. 53

4.6 - Các giao diện chính và một sốtính năng. 54

4.6.1 - Chương trình CameraSupervisor. 54

4.6.2 - Chương trình CRS. 58

Chương 5 - KẾT LUẬN. 61

5.1 - Kết quả đạt được. 61

5.2 - Một sốkhiếm khuyết của mô hình. 61

5.3 - Những việc cần phải làm thêm đểhoàn thiện chương trình. 61

5.4 - Hướng phát triển của đềtài. 62

LỜI KẾT. 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO. 65

pdf3 trang | Chia sẻ: maiphuongdc | Lượt xem: 2460 | Lượt tải: 10download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Luận văn Hệ thống điều khiển giao thông thông minh cho đô thị, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
- 1 - Chương 1 - TỔNG QUAN 1.1 - Giới thiệu Việc quản lý giao thông đô thị hiện nay đang là một vấn đề quan trọng trong công cuộc phát triển kinh tế tại Việt Nam. Với sự phát triển hằng ngày của nền kinh tế và áp lực của sự gia tăng dân số, nhu cầu giao thông ngày càng tăng vọt gây rất nhiều khó khăn cho hệ thống quản lý chưa được tin học hóa tại Việt Nam. Trong thời gian gần đây, hệ thống giao thông trong các đô thị Việt Nam đang bị quá tải, liên tiếp các quy định, dự án được đưa ra nhằm mục đích làm cho giao thông tốt hơn. 1.2 - Vấn đề cần giải quyết Có hay không một giải pháp khả thi có thể góp phần giải quyết vấn đề đặt ra? Đã có rất nhiều phương án, đề xuất, giải pháp trong nước được đề ra cũng như học tập được ở nước ngoài, tuy nhiên việc áp dụng như thế nào và làm thế nào để giảm chi phí đầu tư và áp dụng vào thực tế được ngay là một việc quan trọng và cấp bách. Mảng nghiên cứu về các hệ thống điều phối giao thông thông minh là một mảng đề tài nghiên cứu rộng lớn, mà trong đó các kỹ thuật trí tuệ nhân tạo được ứng dụng để xử lý các dữ liệu giao thông là những hình ảnh thu nhận qua Camera. Việc điều khiển giao thông có thể thích nghi với các điều kiện môi trường, thời tiết, ánh sáng khác nhau là rất phức tạp vì các thành phần của nền giao thông có mật độ rất cao. 1.3 - Giải pháp Do tính chất cấp thiết và quan trọng của hệ thống, tôi đã chọn đề tài “Hệ thống điều khiển giao thông thông minh cho đô thị” để tìm hiểu và đề ra các ý tưởng, phương án hỗ trợ giải quyết vấn đề nêu trên. Trong đề tài này, hệ thống điều khiển giao thông đô thị sẽ hoạt động dựa vào việc phân tích những hình ảnh thu nhận được qua Camera. Một số luật giao thông cơ bản và các thành phần suy luận sẽ được tích hợp để đạt được kết quả đã đặt ra. - 2 - Mục tiêu của đề tài là thiết kế một hệ thống hỗ trợ điều khiển tín hiệu đèn giao thông hiệu quả và chính xác, rất thiết yếu cho các ứng dụng đáp ứng được thời gian thực trong thực tiễn. 1.4 - Các yêu cầu đặt ra đối với hệ thống • Ý tưởng đơn giản, dễ hiểu, dễ thực hiện. • Thuật giải có tính chính xác cao. • Chương trình dễ phát triển nhanh chóng thành ứng dụng thực tế sau này. 1.5 - Cấu trúc của luận văn Nội dung của luận văn được phân bố thành các chương với nội dung tóm tắt như sau: Chương 1: Tổng quan – Giới thiệu vấn đề liên quan của luận văn, nêu ra các vấn đề mà luận văn nhắm tới và hướng giải quyết. Chương 2: Chương này trình bày một số khái niệm về video, các phương pháp phát hiện đối tượng chuyển động trong video. Nêu các thông tin chi tiết về thuật toán phát hiện đối tượng chuyển động. Thuật toán được chọn trong đề tài là thuật toán dựa trên thuật toán phát hiện chuyển động sử dụng phân đoạn ảnh, kết hợp với thuật toán đối sánh ảnh (Frame Difference) có cải tiến. Đây là thuật toán được dùng rất phổ biến trong các ứng dụng phát hiện đối tượng chuyển động. Thuật toán này có độ chính xác không cao lắm nhưng đơn giản và phù hợp với yêu cầu bài toán, nhất là đáp ứng được yêu cầu thời gian thực. Trong luận văn này, tôi có điều chỉnh, tối ưu thuật toán để đáp ứng được yêu cầu của luận văn. Chương 3: Chương này trình bày bài toán về điều khiển giao thông tự động. Các thuật toán được xây dựng dựa trên các bài toán tham khảo từ các dự án đã được triển khai trong và ngoài nước. Chương 4: Xây dựng một hệ thống ứng dụng mô phỏng bài toán. Hệ thống sẽ có các chức năng sau: • Truy xuất dữ liệu video đầu vào từ thiết bị camera / file video. - 3 - • Phân tích các frame video để có được các đặc trưng cần thiết về các đối tượng chuyển động. • Phân tích các thông tin chuyển động của các đối tượng (các phương tiện tham gia giao thông) để từ đó chúng ta có thể ước lượng được mật độ giao thông và phát sinh các tín hiệu điều khiển đèn giao thông. Trong chương này, tôi xin trình bày quá trình thực hiện phần mềm, những phần việc đã làm được, những phần còn cần phải phát triển thêm. Chương cũng trình bày việc chạy thử nghiệm trên một số dữ liệu giả lập và một số đoạn video quay lại tại một số giao lộ trong thành phố. Tôi đã không thể chạy thử nghiệm với dữ liệu thật vì nó đòi hỏi các thiết bị đi kèm tốn kém và ngoài khả năng về kỹ thuật, đặc biệt là không thể can thiệp vào hệ thống đèn điều khiển giao thông. Đây là một hạn chế cho việc đánh giá khách quan mô hình. Chương 5: Tổng kết, những kết quả đạt được, những hạn chế của mô hình và hướng phát triển.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdf4.pdf
  • pdf0_2.pdf
  • pdf1_2.pdf
  • pdf2_2.pdf
  • pdf3.pdf
  • pdf5_2.pdf
  • pdf6_4.pdf
  • pdf7.pdf
  • pdf8.pdf
  • pdf9.pdf
  • pdf10_3.pdf
  • pdf11.pdf
  • pdf12.pdf
Tài liệu liên quan