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論文名稱 Title |
設計與實現適合都市交通控制通訊協定3.1版之具事件偵測功能之影像式車輛偵測器 Design and Implementation of the Image Vehicle Detector with Traffic Events Detection in the City Traffic Control Protocol 3.1 |
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系所名稱 Department |
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畢業學年期 Year, semester |
語文別 Language |
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學位類別 Degree |
頁數 Number of pages |
76 |
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研究生 Author |
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指導教授 Advisor |
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召集委員 Convenor |
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口試委員 Advisory Committee |
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口試日期 Date of Exam |
2015-07-22 |
繳交日期 Date of Submission |
2015-08-12 |
關鍵字 Keywords |
都市交通控制通訊協定3.1版、影像辨識、事件偵測、矩形延時追蹤、影像式車輛偵測器 Rectangle delay tracking method, Image recognition, Image vehicle detector, Event detection, The City Traffic Control Protocol 3.1 |
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統計 Statistics |
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中文摘要 |
影像式車輛偵測器除了能提供基本交通資料,還可附加其他影像式偵測功能,所以為近年車輛偵測器主要發展方向。但由於車輛移動快速,且影像處理往往耗時,故能即時透過影像同時演算出車輛與事件較不容易。因此,本研究之目的為設計和探討即時車輛偵測演算法與數種即時影像事件偵測方法。為了驗證各演算法之即時性,我們另一個目的是設計一套能對外通訊且具有事件偵測之影像式車輛偵測器。在車輛辨識方法中,我們提出矩形延時追蹤方法,僅利用車輛外型所畫出的相似矩形之位置和大小來進行追蹤,若因遮蔽而遺失追蹤車輛則繼續保留一段時間。此方法能有效降低在多車輛追蹤時的複雜度,且失去追蹤的車輛還能恢復追蹤。將車輛追蹤所得的位置資訊經由計算與統計,就能求得車速、車流、與占有率等交通資料,結果其準確率皆在90%以上。本論文亦分別提出了四種事件偵測方法。將目前背景與一段時間前之背景比較,就能判斷車輛停等、散落物與煙霧三種事件,僅是阈值設定不同。而逆向行車之偵測,沿用車輛追蹤的位置移動結果,就能直接偵測出。經由實測結果顯示,使用我們所提出的方法實做出的車輛偵測器,在同時偵測四種事件與交通資訊時之運算速度達到即時要求,且各事件皆在10秒內能偵測出。關於偵測器之通訊部分,我們實現所有都市交通控制通訊協定3.1版與車輛偵測以及事件偵測相關的指令,且經由實測,結果能正常與其他相關設備通訊。 |
Abstract |
The image vehicle detector not only can providing basic traffic information, but also can attach other image event detection functions. Therefore, it is a main direction of vehicle detector in recent years. However, it is not easy to use image to calculate the traffic volume and traffic event at the same time because of the vehicle is fleeting and the image processing is time-consuming. Accordingly, the purpose of this study was to explore and to design a real-time vehicle detection algorithm and several real-time image events detection method. Another aim was to design an image vehicle detector with traffic events detection and with communication functions to verify the immediacy of all algorithms. In vehicle recognition, we propose a rectangle delay tracking method to reduce the complexity of multi vehicle tracking and to recover the lost tracking vehicle. The location which provide from vehicle tracking can also be used to calculate basic traffic information, include car speed, traffic volume, and occupancy of one lane, and their accuracy is all above ninety percent. Two different methods are proposed for event detection. To determine the stop car event, dropped object event, and haze event, we all use the different thresholds of difference between the current background and the background of a period of time ago. To detect wrong way event, we track the location of a moving vehicle, it can directly detect. The results show that, we implemented a vehicle detector which can real-time calculate traffic information and detect four events at the same time, and all the events can be detected in ten seconds. For communication, we implemented all vehicle detector commands and event detector commands of the City Traffic Control Protocol 3.1. Through the testing, the result indicated that the communication between our detector and other equipment with same protocol is correct. |
目次 Table of Contents |
誌謝 i 摘要 ii Abstract iii 目錄 iv 圖次 viii 表次 x 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 1 1.3 論文架構 2 第二章 背景知識與相關演算法 3 2.1 FFmpeg 3 2.2 SDL 5 2.3 都市交通控制通訊協定3.1版 6 2.3.1 通訊程序 6 2.3.2 碼框格式 7 2.3.3 碼框控制碼用途及定義 8 2.4 相關演算法 9 2.4.1 背景相減法 9 2.4.2 型態學運算 10 2.4.3 廣度優先搜尋演算法 11 2.4.4 總結 12 第三章 MPD車輛偵測器之設計 13 3.1 系統架構 13 3.2 軟體架構 14 3.2.1 車輛偵測模組 14 3.2.2 人機模組 15 3.2.3 通訊模組 15 3.3 系統流程 15 3.3.1 車輛偵測流程 16 3.3.2 指令溝通流程 17 3.4 車輛辨識模組 18 3.4.1 移動物件偵測方法 19 3.4.2 物件辨識方法 21 3.4.3 車輛追蹤方法 23 3.5 交通資料分析模組 25 3.5.1 車流量統計方法與車速分析方法 25 3.5.2 車道占有率計算方法 26 3.6 事件偵測模組 27 3.6.1 車輛停等與散落物事件偵測 27 3.6.2 煙霧事件偵測 28 3.6.3 逆向行車 30 3.7 指令處理模組A 31 3.7.1 檔案式管線命令傳收模組 31 3.7.2 指令解析模組 32 3.8 其他模組 45 3.8.1 解碼模組 45 3.8.2 編碼模組 46 3.8.3 螢幕顯示模組 46 3.8.4 週期管理模組 47 3.8.5 交通資料統計模組 47 3.8.6 資料紀錄管理模組 48 3.8.7 事件影像儲存模組 49 3.8.8 參數管理模組 49 3.8.9 人機模組 50 3.8.10 通訊模組 52 3.9 總結 52 第四章 實現成果與分析 53 4.1 影像輸入驗證 53 4.2 車輛偵測器功能驗證 54 4.3 事件偵測功能驗證 55 4.4 演算法即時性驗證 57 4.5 交通協定驗證 57 4.6 韌體人機介面 58 第五章 結論 60 參考文獻 61 |
參考文獻 References |
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