基于雙目立體視覺的車輛速度軌跡智能測量
發(fā)布時間:2020-06-28 14:22
【摘要】:隨著社會經(jīng)濟(jì)和信息技術(shù)的發(fā)展,道路交通壓力的增大使得對于智能交通網(wǎng)絡(luò)的需求越來越迫切。對于機(jī)動車輛行駛狀態(tài)的測量是智能交通網(wǎng)絡(luò)非常重要和基本的功能之一。目前常用的雷達(dá)測速、地感線圈測速等方式或多或少地存在測速角度限制多、安裝施工復(fù)雜、成本高、不能多目標(biāo)同時測速等問題。通過分析對比傳統(tǒng)測速技術(shù)的不足,本文提出了一種基于立體視覺的車速測量系統(tǒng)。通過一個標(biāo)定過的雙目立體視覺系統(tǒng)捕獲兩路存在一定視差的視頻,利用一個優(yōu)化的SSD網(wǎng)絡(luò)在捕獲的兩路視頻中檢測車牌,對檢測到的車牌目標(biāo)進(jìn)行跟蹤和立體匹配,以快速提取立體匹配點對,再利用標(biāo)定參數(shù)計算出準(zhǔn)確的立體匹配點對所對應(yīng)的空間點的三維坐標(biāo)。最后,根據(jù)車輛在一定時間內(nèi)通過的距離來測量車速。車輛移動方向則通過描述跨多個幀連接選定的三維點來實現(xiàn)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了非侵入式和不可探測的車輛運(yùn)行狀態(tài)測量,克服了多車道多車同時在不同方向、不同運(yùn)動狀態(tài)下的測速難題。該系統(tǒng)在五種不同的實際情況下進(jìn)行了測試,通過專業(yè)的衛(wèi)星測速儀獲取相關(guān)的真實速度。測得的速度誤差范圍為[-1.6,+1.1]km/h,最大誤差率為3.80%,符合中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21555-2007中誤差低于6%的應(yīng)用要求。實驗結(jié)果表明,該方法具有較高的精度和有效性。此外,為了解決越來越多的監(jiān)控設(shè)備以及越來越高的監(jiān)控設(shè)備分辨率帶來的視頻處理、傳輸和儲存壓力,提高監(jiān)控視頻的壓縮速率,本文還提出一種將人物和車輛作為感興趣目標(biāo)區(qū)域,在HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)下針對感興趣區(qū)域的CU劃分優(yōu)化策略,在保證視頻主要內(nèi)容質(zhì)量的同時,大幅節(jié)省了壓縮時間。
【學(xué)位授予單位】:中原工學(xué)院
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類號】:TP391.41;U495
【圖文】:
R-CNN的檢測效果要比滑動窗口等傳統(tǒng)方法更快速、更準(zhǔn)確。逡逑最后,為了提高目標(biāo)定位的準(zhǔn)確性,R-CNN還加入了一個邊界回歸模型,逡逑利用全連接層的線性回歸器,用以對目標(biāo)檢測的邊界框進(jìn)行回歸。如圖2.1所示,逡逑綠色候選框包含了整個車輛目標(biāo),但是明顯過大,包含了部分背景區(qū)域,再利用逡逑邊界回歸模型逐步回歸到較為貼近目標(biāo)邊沿橙色框位置。逡逑:二逡逑圖2.1邊界回歸示意圖逡逑經(jīng)過上述多個步驟的提取、分類、回歸操作,使得R-CNN網(wǎng)絡(luò)具有很好的逡逑特征檢測、提取和分類的能力。但是,也存在一些問題:1)多候選區(qū)域?qū)?yīng)的逡逑原始圖像需要預(yù)先提取,對數(shù)據(jù)儲存資源占用較大;2)傳統(tǒng)CNN網(wǎng)絡(luò)需要輸入逡逑尺寸固定的圖像,歸一化操作則會產(chǎn)生物體截斷或拉伸,這將導(dǎo)致部分輸入特征逡逑信息丟失;3)每一個候選區(qū)域都需要進(jìn)入CNN網(wǎng)絡(luò)計算,這上千個區(qū)域之間存逡逑在大量重疊范圍,對這些重復(fù)特征的提
_}邐1邐(回歸器)逡逑圖2.2邋Fast邋R-CNN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖逡逑由圖2.2可以看出,與R-CNN框架對比,FastR-CNN在結(jié)構(gòu)上主要進(jìn)行了逡逑兩處修改:1)在最后一個卷積層之后添加了邋ROI池化層;2)使用多任務(wù)損失函逡逑數(shù)作為損失函數(shù),在CNN網(wǎng)絡(luò)中直接加入邊界回歸進(jìn)行訓(xùn)練:逡逑(1)邋ROI池化層實際是SPP-NET網(wǎng)絡(luò)的一個精簡版,SPP-NET對每個候選區(qū)逡逑使用了大小不同的金字塔映射,而ROI池化層只需要一個下采樣到7x7分辨率逡逑的特征圖,應(yīng)用ROI池化將不同大小的ROI轉(zhuǎn)換為固定大小。對于VGG16網(wǎng)絡(luò)逡逑卷積層conv5_3有512個特征圖,這樣所有候選區(qū)域就各自對應(yīng)了一個7x7x512逡逑維度的特征向量
本文編號:2733115
【學(xué)位授予單位】:中原工學(xué)院
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類號】:TP391.41;U495
【圖文】:
R-CNN的檢測效果要比滑動窗口等傳統(tǒng)方法更快速、更準(zhǔn)確。逡逑最后,為了提高目標(biāo)定位的準(zhǔn)確性,R-CNN還加入了一個邊界回歸模型,逡逑利用全連接層的線性回歸器,用以對目標(biāo)檢測的邊界框進(jìn)行回歸。如圖2.1所示,逡逑綠色候選框包含了整個車輛目標(biāo),但是明顯過大,包含了部分背景區(qū)域,再利用逡逑邊界回歸模型逐步回歸到較為貼近目標(biāo)邊沿橙色框位置。逡逑:二逡逑圖2.1邊界回歸示意圖逡逑經(jīng)過上述多個步驟的提取、分類、回歸操作,使得R-CNN網(wǎng)絡(luò)具有很好的逡逑特征檢測、提取和分類的能力。但是,也存在一些問題:1)多候選區(qū)域?qū)?yīng)的逡逑原始圖像需要預(yù)先提取,對數(shù)據(jù)儲存資源占用較大;2)傳統(tǒng)CNN網(wǎng)絡(luò)需要輸入逡逑尺寸固定的圖像,歸一化操作則會產(chǎn)生物體截斷或拉伸,這將導(dǎo)致部分輸入特征逡逑信息丟失;3)每一個候選區(qū)域都需要進(jìn)入CNN網(wǎng)絡(luò)計算,這上千個區(qū)域之間存逡逑在大量重疊范圍,對這些重復(fù)特征的提
_}邐1邐(回歸器)逡逑圖2.2邋Fast邋R-CNN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖逡逑由圖2.2可以看出,與R-CNN框架對比,FastR-CNN在結(jié)構(gòu)上主要進(jìn)行了逡逑兩處修改:1)在最后一個卷積層之后添加了邋ROI池化層;2)使用多任務(wù)損失函逡逑數(shù)作為損失函數(shù),在CNN網(wǎng)絡(luò)中直接加入邊界回歸進(jìn)行訓(xùn)練:逡逑(1)邋ROI池化層實際是SPP-NET網(wǎng)絡(luò)的一個精簡版,SPP-NET對每個候選區(qū)逡逑使用了大小不同的金字塔映射,而ROI池化層只需要一個下采樣到7x7分辨率逡逑的特征圖,應(yīng)用ROI池化將不同大小的ROI轉(zhuǎn)換為固定大小。對于VGG16網(wǎng)絡(luò)逡逑卷積層conv5_3有512個特征圖,這樣所有候選區(qū)域就各自對應(yīng)了一個7x7x512逡逑維度的特征向量
【參考文獻(xiàn)】
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1 宋曉煒;楊蕾;吳源昭;楊滿意;劉洲峰;;基于雙目會聚型立體攝像機(jī)的目標(biāo)深度測量[J];激光與紅外;2015年07期
2 王笑京;沈鴻飛;汪林;;中國智能交通系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J];交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息;2006年04期
本文編號:2733115
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