【摘要】：隨著智能交通管理系統(tǒng)的部署,交通管理系統(tǒng)能夠在沒有強(qiáng)人工參與條件下自動運(yùn)行。調(diào)查發(fā)現(xiàn),已部署智能交通系統(tǒng)國家的高速公路交通事故率大大降低,而我國(也門)是交通事故的高發(fā)地區(qū),因為我們還依賴于傳統(tǒng)交通系統(tǒng)來監(jiān)測道路狀況。過去幾年,也門是公路事故發(fā)生率最高的國家之一,而在采用智能技術(shù)系統(tǒng)監(jiān)測道路交通的國家,交通事故的比例大大降低。因此,在類似也門這樣的國家,應(yīng)用智能技術(shù)的目標(biāo)是創(chuàng)建一個為交通管理和警察服務(wù)的雙重系統(tǒng),通過減少人為誤差來減少交通事故和人員傷亡,通過系統(tǒng)中的嵌入攝像頭來實現(xiàn)對通緝犯的自動追蹤。為了解決這個問題以及盡可能的減少負(fù)面影響,作者試圖通過設(shè)計一個基于雷達(dá)的智能系統(tǒng)來控制車輛的移動并自動識別違規(guī)行為。雷達(dá)的功能用來檢監(jiān)測車輛的速度,如果某個車輛的速度超過限制速度,雷達(dá)將通過系統(tǒng)向攝像頭發(fā)送命令拍攝該車輛的圖像,圖像處理系統(tǒng)會識別并提取車牌號碼,車牌類型等信息,然后將提取的數(shù)據(jù)發(fā)送到與系統(tǒng)鏈接的交通數(shù)據(jù)庫與提取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對得到車主的信息(如手機(jī)號碼)。然后系統(tǒng)依靠數(shù)據(jù)庫中的手機(jī)號碼,通過短信將違規(guī)信息發(fā)送給車主。在該系統(tǒng)中,試圖構(gòu)造有助于提升也門共和國安全部管理能力的解決方案,會盡力配合主管部門并向其推薦該系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以用于跟蹤違法者和通緝犯。系統(tǒng)通過將他們的圖像鏈接接到系統(tǒng)的特定數(shù)據(jù)庫中來識別違法者,當(dāng)某個嫌疑人經(jīng)過分布在系統(tǒng)的任何一個監(jiān)控探頭前,探頭會進(jìn)行抓拍并與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較,最后將監(jiān)控探頭的位置坐標(biāo)(包括該人的照片)報告給主管當(dāng)局。本項目所使用的雷達(dá)系統(tǒng)的任務(wù)是檢測高速公路上車輛的速度,通過部署這個系統(tǒng),可以顯著降低每個國家傷亡交通事故的發(fā)生率,我國(也門)是發(fā)生道路交通事故最多的國家之一。在本研究中我們對這個項目進(jìn)行模擬仿真。該項目包含一個雷達(dá)系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠有效地減少超速帶來的一系列危險問題并盡可能消除他們,同時實現(xiàn)一個永久在線(24小時)的智能系統(tǒng),可以在無人工干預(yù)的情況下高效持續(xù)地跟蹤和監(jiān)控違法者并發(fā)出通緝。智能交通系統(tǒng)中的雷達(dá)被安裝在道路的兩側(cè),通過發(fā)射特定頻率的雷達(dá)波到其前方的車輛來執(zhí)行任務(wù)。電磁波與特定的目標(biāo)發(fā)生碰撞,并以回波的形式返回至雷達(dá)。這樣雷達(dá)可以計算檢測車輛的速度并在雷達(dá)屏幕上顯示出來。然后將該速度與最大限制速度進(jìn)行比較。如果檢測到車輛速度超過允許速度,則將命令發(fā)送至與系統(tǒng)連接的攝像頭,以拍攝車輛(車牌)并處理照片。提取照片中的信息,我們將在圖像處理系統(tǒng)的后續(xù)步驟中應(yīng)用到。雷達(dá)探測車通過發(fā)射天線發(fā)射電磁波信號,信號與目標(biāo)(汽車)發(fā)生碰撞后被反射回致接收雷達(dá)的天線,測速車再將信號轉(zhuǎn)換為與此頻率(多普特頻率)相對應(yīng)的速度來實現(xiàn)測速的過程。信號的到達(dá)頻率高于信號發(fā)射頻率的現(xiàn)象被稱為多普勒漂移或多普勒效應(yīng)。雷達(dá)通過計算信號傳播的距離以及到達(dá)目標(biāo)和反射回雷達(dá)所需的時間,得到被檢測車輛的速度。然后將該速度值與最大限速(100公里)進(jìn)行比較,判斷出被檢測車輛是正常速度還是超速。我們設(shè)計的系統(tǒng)檢測過程如下:首先,通過雷達(dá)檢測目標(biāo)車輛的速度,如果有超速的情況,則像攝像機(jī)發(fā)出捕獲車輛圖像的命令。然后進(jìn)入下一部分,攝像機(jī)執(zhí)行命令拍攝圖像,通過圖像處理步驟提取車牌號并將提取到的所需信息記錄到違規(guī)檔案中。最后一個步驟是自動存儲,將所有從圖像處理部分提取的信息(速度和多普勒頻率),例如,車牌和車的類型自動存儲到交通數(shù)據(jù)庫的表格中,該步驟同時負(fù)責(zé)從數(shù)據(jù)庫中獲取違規(guī)車主的電話號碼,并自動發(fā)送信息給車輛所有者,當(dāng)速度超過極限速度,通過短信發(fā)送違規(guī)信息給司機(jī)。真人臉識別系統(tǒng)包含許多連接部分。第一部分是雷達(dá)設(shè)備,第二部分應(yīng)用Arduino作為可編程微處理器(接口),它允許我們用Arduino程序語言編寫應(yīng)用程序,因此當(dāng)Arduino編寫的應(yīng)用程序發(fā)現(xiàn)超速之后,向攝像機(jī)發(fā)出命令,如果速度過快,它就輸出到第四部分(其中包括速度和多普勒頻率),第三部分是一個攝像機(jī)連接到另一個微處理器(第四部分),以便進(jìn)行拍攝圖像的圖像處理,第四部分連接到數(shù)據(jù)庫(這個上面已經(jīng)提到),第五部分和最后部分是一個相機(jī)連接到了另一個微處理器(第四部分),這部分是為了進(jìn)行定位追蹤和人臉面部識別,并且這部分還與特殊數(shù)據(jù)庫連接,該特殊數(shù)據(jù)庫包含了導(dǎo)入的圖像,這些部分的實現(xiàn)都是通過連接GPS定位器來識別位置,并通知當(dāng)局目標(biāo)的位置坐標(biāo)。真實系統(tǒng)的所有部分都需要與相互聯(lián)通的網(wǎng)絡(luò)連接起來,完成相應(yīng)的任務(wù)。圖像處理系統(tǒng)的實現(xiàn)過程是:當(dāng)雷達(dá)探測到車輛超過允許速度時,監(jiān)控探頭就會接收到一個拍攝照片的電磁波信號,并立即拍攝雷達(dá)前面車輛的照片。系統(tǒng)對該照片進(jìn)行處理,識別出金屬車牌并提取所需的信息,系統(tǒng)識別出車主后將違章信息通過短信發(fā)送到對應(yīng)車主的手機(jī)號碼。該系統(tǒng)的另一功能是人臉識別,在人經(jīng)過安裝有監(jiān)控攝像頭的街道時,將圖像實時與安全部門的通緝?nèi)藛T數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較。對采集的監(jiān)控攝像機(jī)的圖像進(jìn)行處理,通過面部的細(xì)節(jié)的計算與數(shù)據(jù)庫匹配來識別人物。然后系統(tǒng)通過電子郵件或特殊的號碼,向主管機(jī)關(guān)報告,這樣公安機(jī)關(guān)將逮捕通緝?nèi)藛T,詳細(xì)解釋將在本研究的后面介紹。圖像處理系統(tǒng)通過將圖像轉(zhuǎn)換成像素形式來識別車輛照片中包含的信息。首先,通過比較三基色(紅色、綠色和藍(lán)色)的像素類型得到車牌上的數(shù)字(車牌號)將其存儲在符號矩陣中,并發(fā)送到數(shù)據(jù)庫以進(jìn)行匹配。與數(shù)據(jù)庫相比較后識別出車主的車輛,后面將詳細(xì)說明本研究。該系統(tǒng)比現(xiàn)有的道路雷達(dá)效果更改更好,提供了新功能,可以在每個雷達(dá)單元上實現(xiàn)高精度,快速檢測,車牌識別和細(xì)節(jié)提取,然后將詳細(xì)信息發(fā)送給主管當(dāng)局,以對司機(jī)采取必要措施。本文設(shè)計了一個新的軟件系統(tǒng),該系統(tǒng)通過產(chǎn)生隨機(jī)速度(或頻率)來模擬運(yùn)動目標(biāo)(車輛),并實現(xiàn)雷達(dá)的速度檢測功能,并將其與限制速度進(jìn)行比較,然后用C#語言和Matlab編寫圖像采集和圖像處理程序,提取違規(guī)車輛的信息。此外,還通過Matlab編寫軟件創(chuàng)建包含嫌疑人圖像的數(shù)據(jù)庫模擬嫌疑人跟蹤過程,當(dāng)嫌疑人在監(jiān)控前面經(jīng)過時就會被自動識別跟蹤,系統(tǒng)會自動將包括照片、位置坐標(biāo)在內(nèi)的嫌疑人信息向權(quán)威機(jī)構(gòu)報告。想要指出的是,在這項研究中,由于缺乏可能性,所以采用了模擬系統(tǒng)進(jìn)行仿真。即從許多現(xiàn)有的圖片中選擇了一張車牌的圖片,這張圖片與安置在城市中的一些主要街道上分布的許多安全攝像機(jī)拍攝的照片非常類似。因此,攝像機(jī)直接從微控制器接收命令,該微控制器被設(shè)計來比較由雷達(dá)計算的速度,以獲取那些被檢測到了速度或違規(guī)交通的汽車的圖像。然后對車牌圖像進(jìn)行處理,通過將其與交通數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較來提取所有者數(shù)據(jù)的數(shù)量和詳細(xì)信息。系統(tǒng)處理的擴(kuò)展類型有(jpg,png和bmp),其他擴(kuò)展類型的圖片系統(tǒng)都無法識別。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U495;TP391.41;TN95

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本文編號：2620410