Camera IP và giám sát giao thông thông minh qua hình ảnh

- PHẠM TRỌNG CHIỀU CAM ERA IP VÀ GIÁM SÁT GIAO THÔNG THÔNG MINH QUA HÌNH ẢNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN : TS.
- Ứng dụng CNTT trong quản lý giao thông thông minh.
- 10 1.1 Giới thiệu về ITS và bài toán quản lý giao thông Vai trò của ITS a.
- An toàn giao thông b.
- Giảm ùn tắc giao thông c.
- Giám sát giao thông bằng CAMERA IP.
- 26 2.1 Giới thiệu về CAMERA IP (Network Camera-Camera Mạng Các định dạng Video hỗ trợ Các kỹ thuật trong CAMERA IP Bài toán giám sát giao thông thông minh bằng CAMERA IP Luận văn thạc sĩ Học viên : Phạm Trọng Chiều.
- Lớp CH-CNTT Một số hệ thống giám sát giao thông sử dụng CAMERA IP Chương III .
- Xử lý hình ảnh trong giám sát giao thông thông minh.
- 39 3.1 Các bài toán xử lý hình ảnh trong giám sát giao thông thông minh Giám sát chuyển động Đo vận tốc xe Đếm xe, tính mật độ giao thông Nhận dạng biển số xe Chương IV .
- Yêu cầu đặt ra là phải ứng dựng các công nghệ tiên tiến để tự động hóa việc quản lý, giám sát và điều hành hệ thống giao thông một cách hiệu quả.
- Một trong những ứng dụng vô cùng quan trọng của công nghệ thông tin trong giao thông là giám sát giao thông thông minh qua hình ảnh qua Camera IP.
- Trong giao thông, Camere IP đã và đang được ứng dụng trong các hệ thống giám sát giao thông bằng hình ảnh (theo dõi xe lưu thông, điều khiển xe, đo tốc độ, phát hiện xe vi phạm, nhận dạng biển số xe, định danh phương tiện.
- Lớp CH-CNTT2008-2010 8một ứng dụng vô cùng quan trọng, hữu hiệu trong việc giải quyết bài toán giao thông vốn rất nan giải ở nước ta.
- Xuất phát từ thực tiễn cùng niềm đam mê nghiên cứu về công nghệ thông tin, tôi mong muốn có được hiểu biết sâu rộng hơn về hệ thống giao thông thông minh, về Camera IP và ứng dụng của Camera IP trong giao thông thông minh.
- Tìm hiểu về ứng dụng của công nghệ thông tin trong hệ thống giao thông thông minh, chi tiết về Camera IP, ứng dụng của Camera IP giám sát và điều hành giao thông thông minh.
- Nâng cao khả năng nghiên cứu, khả năng tư duy, khả năng tiếp cận và giải quyết vấn đề • Qua đó có được cái nhìn sâu hơn về hệ thống giao thông thông minh đang được ứng dụng rộng rãi.
- Phần nội dung • Chương I : Ứng dụng CNTT trong quản lý giao thông thông minh Trình bày các vấn đề ứng dụng, hướng tới một hệ thống giao thông thông minh Luận văn thạc sĩ Học viên : Phạm Trọng Chiều.
- Lớp CH-CNTT Chương II : Giám sát giao thông bằng camera IP Giới thiệu về Camera IP là gì, các kĩ thuật trong camera IP, hệ thống giám sát giao thông sử dụng camera IP (hệ thống NVR, video management, màn hình giám sát), các lợi ích mang lại.
- Chương III : Xử lý hình ảnh trong giám sát giao thông Giám sát chuyển động (đếm xe, đo tốc độ, phát hiện vi phạm), các kĩ thuật xử lý nhận dạng biển số xe: xác định đinh danh xe ứng dụng trong thu phí, quản lý vào ra bãi đỗ xe.
- ỨNG DỤNG CNTT TRONG QUẢN LÝ GIAO THÔNG THÔNG MINH (ITS) 1.1 GIỚI THIỆU VỀ ITS VÀ BÀI TOÁN QUẢN LÝ GIAO THÔNG Công nghệ thông tin đã làm biến đổi mọi mặt của đời sống, xã hội : từ giáo dục cho đến y tế chăm sóc sức khỏe và ngày nay CNTT đang làm thay đổi cả hệ thống giao thông.
- Trong hiện tại và tươnglai,hệ thống giao thông không chỉ bao gồm bê tông sắt thép mà nó ngày càng tăng cường sử dụng CNTT.
- Tại các quốc gia phát triển trên thế giới, ITS giúp tăng cường hiệu quả của hệ thống giao thông bao gồm giảm ùn tắc, tăng độ an toàn và thuận tiện di chuyển.
- Đặc biệt là ở Châu Âu cũng như Hoa Kỳ đã bỏ ra hang triệu đô la cho nghiên cứu, nhưng chính tại Nhật là nơi hình thành việc ứng dụng thương mại các công nghệ về “Các hệ thống giao thông thông minh”.
- ITS là thuật ngữ dùng để chỉ các hệ thống giao thông đường bộ mới do các công nghệ truyền thông và thông tin tiên tiến điều khiển.
- Lớp CH-CNTT của ITS đang được phát triển nhằm giảm thiểu tai nạn giao thông, thực hành lái xe tự động, giảm tắc nghẽn giao thông và cải thiện môi trường sống.
- Tối ưu hóa quản lý giao thông.
- Hỗ trợ giao thông công cộng.
- Các cải tiến trong các hệ thống điều hướng Lái xe Thu được thông tin giao thông từ các hệ thống điều hướng.
- Nhận biết tình trạng giao thông.
- đường bộ (13) Cung cấp thông tin về giao thông công cộng.
- Các hành khách của giao thông công cộng.
- Giao thông công cộng thuận tiện hơn, quản lý hiệu quả hơn, và vận chuyển an toàn hơn.
- Thực hiện việc quản lý hoạt động giao thông và kiểm soát quyền ưu tiên.
- Hệ thống giao thông là các mạng lưới chứa rất nhiều thông tin.
- Ví dụ tín hiệu giao thông cho biết lưu lượng xe đang chờ để qua ngã tư đường, cho biết phuong Luận văn thạc sĩ Học viên : Phạm Trọng Chiều.
- Hệ thống giao thông thông minh cho phép các thành phần trong hệ thống giao thông hoạt động đúng luật một cách tự động từ máy tính, đường xá.
- 1.2 VAI TRÒ CỦA ITS Hệ thống giao thông thông minh chiếm một vị trí quan trọng trong kế hoạch phát triển giao thông vận tải của mỗi quốc gia hiện nay.
- Hiệp hội xe cộ, đường bộ và giao thông thông minh (ITS Nhật bản trước đây là VERTIS) là một tổ chức hàn lâm hoạt động nhằm cải tiến ITS.
- Kể từ năm 1996, thông tin giao thông và các hệ thống tương tự nó đã bắt đầu được đưa vào phục vụ.
- Lớp CH-CNTT ùn tắc giao thông và tuyến đường đi tốt nhất cũng được hiển thị trên hệ thống dẫn đường gắn trong xe để lái xe có thể quản lý và giảm thiểu thời gian đi lại.
- Hệ thống thu phí đường điện tử để giảm tắc nghẽn giao thông tại các trạm thu phí cũng được giới thiệu trong giai đoạn này.
- 1.4 KIẾN TRÚC ITS Xác định thượng tầng kiến trúc ITS của quốc gia sẽ là khung xác định việc phát triển hệ thống giao thông thông minh ở nước đó trong tương lai.
- Từ tháng 9 năm 1993, Bộ Giao thông Mỹ đã bắt đầu một chương trình kéo dài 33 tháng để xây dựng kiến trúc hệ thống.
- Ở Châu Âu năm 1994-1996 người ta đã xây dựng SATIN (Kiến trúc hệ thống và tích hợp điều khiển giao thông) để kiểm định các phương pháp xây dựng kiến trúc hệ thống liên quan đến giao thông đường bộ.
- Năm 1996-1997 họ thực hiện chương trình CONVERGE, xây dựng lại các phương thức đã kiểm định trong SATIN, và phát triển các phương thức của kiến trúc hệ thống cho đường sắt, đường thủy, đường không và các hệ thống giao thông khác ngoài đường bộ.
- 1.5 MỘT SỐ HỆ THỐNG ITS TRÊN THẾ GIỚI Trong những năm gần đây, thế giới nói nhiều đến sự cần thiết phải có một Hệ thống giao thông thông minh (lntelligent Transport System - ITS).
- Về thực chất, ITS là ứng dụng công nghệ cao điện tử, tin học và viễn thông để điều hành và quản lý hệ thống giao thông vận tải.
- Bước khởi đầu để triển khai ITS tại Nhật Bản, các thông tin về giao thông được cung cấp qua Hệ thống thông tin liên lạc 1 phương tiện giao thông (VICS).
- Đây là một 1 hệ thống dữ liệu số nhằm cung cấp cho các lái xe thông tin cập nhật về giao thông đường bộ.
- Mục tiêu nghiên cứu là cảnh báo những nguy hiểm phiá trước trên đường, xác định vị trí của các phương tiện giao thông khác, ngăn ngừa va đập đằng sau.
- Dự án Phương tiện giao thông an toàn cao (ASV) cũng đã bắt đầu được nghiên cứu từ 1991 bao gồm 6 lĩnh vực và 32 hệ thống.
- Hệ thống thu phí đường điện tử để chống ùn tắc giao thông (ETS) đã được nghiên cứu từ 1990 và triển khai từ tháng 3-1997.
- Giai đoạn từ 2000 đến nay thực sự là một cuộc cách mạng trong hệ thống giao thông với các dịch vụ của ITS cho người sử dụng ở Nhật.
- Hình 2.2 Hệ thống ITS ở Nhật Bản Luận văn thạc sĩ Học viên : Phạm Trọng Chiều.
- Nguyên nhân là do đa số các hệ thống điều hướng được bán ở Nhật chỉ mang lại cho người điều khiển xe một phần thông tin về tình hình giao thông hiện tại.
- Thế hệ kế tiếp của hệ thống định vị từ xa có thể kết nối ô tô với các phương tiện giao thông khác.
- Lớp CH-CNTT nhận từ các phương tiện giao thông khác và thông tin sẽ được truyền từ ô tô này đến ô tô kia.
- Tại Mỹ, cơ quan nghiên cứu ITS đã được thành lập từ năm 1990 với tên gọi "Hiệp hội phương tiện giao thông thông minh đường bộ Mỹ".
- Từ năm 1992, Liên minh châu Âu (EU) đã có nhiêu chương trình, dự án nghiên cứu, ứng dụng công nghệ thông tin trong giao thông vận tải.
- Năm 1996, Bộ Giao thông vận tải Trung Quốc đã thành lập Trung tâm nghiên cứu về ITS và hệ thống quản lý giao thông tự động đã được triển khai ở Bắc Kinh.
- Tại HongKong Một hệ thống giao thông thông minh 423 triệu USD đang được phát triển để nâng cao các hệ thống quản lý và kiểm tra giao thông trên mạng lưới đường bộ toàn lãnh thổ Hồng Kông.
- Chính quyền Hồng Kông đang đầu tư Hệ thống giao thông thông minh (ITS) nhiều giai đoạn và năm 2001 đã bắt đầu phát triển dự án.
- Dự án ITS Hồng Kông sẽ bảo đảm an toàn và hiệu quả trong hệ thống giao thông của Hồng Kông khi dự án hoàn thành vào năm 2010.
- Hệ thống giao thông công cộng ở Hồng Luận văn thạc sĩ Học viên : Phạm Trọng Chiều.
- Năm 2006, Chính quuyền Hồng Kông đã xem xét lại các hệ thống giao thông thông minh ở Hồng Kông và quyết định thiết lập một hệ thống thông tin giao thông tổng hợp và chấp nhận một Khung Quản lý giao thông mới để làm cho hệ thống giao thông của thành phố thông minh hơn.
- Ngoài ra, Chính quyền thành phố còn thông qua một hệ thống thông tin giao thông chung và giao thông công cộng để chấm dứt ùn tắc và cắt bỏ những đoạn đường không cần thiết.
- Mục tiêu của dự án Dự án ITS bao gồm 4 thành phần chủ yếu để giải quyết vấn đề ùn tắc giao thông.
- Các chức năng của dự án bao gồm quản lý giao thông, giám sát giao thông, phân tích số liệu giao thông và các hoạt động kiểm tra giao thông.
- Dự án sẽ đem lại hiệu quả trong quản lý giao thông thông qua một hệ thống kiểm tra và kiểm soát giao thông (Traffic Control and Surveillance System – TCSS) theo dõi tất cả các đại lộ, tunnen đường bộ và các đường lớn được chọn lựa.
- Hệ thống Kiểm tra Giao thông Khu vực (Area Traffic Control – ATC) sẽ được dùng để giám sát đường bộ đô thị.
- hệ thống CCTVvà các máy cảm ứng sẽ được dùng để thu thập thông tin giao thông và các thông tin hữu ích về đi lại và đường sá để phổ biến cho các đối tượng tham gia giao thông qua các phương tiện thông tin công cộng, tín hiệu giao thông và kiểm tra viên đường bộ.
- Các giải pháp ITS quan trọng bao gồm thực hiện Hệ thống Thông tin Giao thông (Traffic Information System – TIS), mở rộng ATC, lắp đặt TCSS và thành lập Trung tâm Quản lý và Thông tin Giao thông (Traffic Management and Information Centre – TMIC).
- TMIC hy vọng đưa kiểm soát và quản lý giao thông, quản lý sự cố và cung cấp thông tin đối tượng tham gia giao thông vào trong một nền tảng.
- TMIC bao gồm một hệ thống thông tin giao thông gửi thông tin bằng vô tuyến điện đến các tín hiệu điện tử trên đường, các bảng trưng bày, điện thoại di động, các máy nhắn tin và các hệ thống điều khiển trong xe.
- Mạng lưới TCSS Khu vực Kiểm tra giao thông Tsing Ma được giới thiệu ở Hồng Kông tháng 5/1997.
- Hệ thống có hai loại công nghệ ATC khác nhau: Split, Kỹ thuật tối ưu hóa offset tuần hoàn (SCOOT), một hệ thống công nghệ thông tin để kiểm tra các tín hiệu giao thông trong các khu vực đô thị hiện nay trong ấn bản MC3 ( quản lý, giao thông ùn tắc và kiểm tra) do Siemens, PEEK và TRL phát triển và Hệ thống Giao thông Điều phối thích nghi Sydney (SCATS) kết nối các hệ thống kiểm tra nhiều tín hiệu giao thông.
- Tháng 8/2004, Imtech NV, nhà cung cấp dịch vụ kỹ thuật ở châu Âu được giao một hợp đồng chung để phát triển một hệ thống quản lý giao thông cho tuyến đường 8 ở Hồng Kông.
- Delcan sẽ lo về hệ thống công nghệ giao thông và trung tâm kiểm tra giao thông.
- Imtech chịu trách nhiệm hòa nhập công nghệ giao thông được áp dụng và hệ thống giao thông, còn GEC chịu trách nhiệm quản lý dự án và lắp đặt ở hiện trường.
- Hệ thống giao thông dọc tuyến số 8, bao gồm các camera (để giám sát, kiểm tra tốc độ và điều tra xe), bảng thông tin giao thông năng động (để cung cấp cho người dùng thông tin cập nhật và thông tin hạn chế tốc độ.
- Một trung tâm quản lý kiểm tra giao thông từ đó tình hình giao thông được giám sát.
- Mọi chi tiết giao thông sẽ được xử lý ở trung tâm và được chiếu lên màn hình cùng với hình ảnh camera.
- Những kiểm tra đối với tất cả hệ thống giao thông cũng sẽ được sắp xếp ở đây.
- Một mạng lưới liên lạc giữa hệ thống giao thông dọc tuyến 8 với trung tâm quản lý và kiểm tra giao thông.
- GIÁM SÁT GIAO THÔNG BẰNG CAMERA IP 2.1 GIỚI THIỆU VỀ CAMERA IP (Network Camera-Camera Mạng).
- Mô hình của hệ thống giám sát như hình 3.1 mô tả như hình vẽ sau Hình 2.5 Mô hình hệ thống giám sát giao thông Ý tưởng của bài toán là có các camera IP trên cao nhìn xuống dòng xe phía dưới.
- Lớp CH-CNTT được tính toán và hiển thị trên màn hình tổng hợp Trung Tâm Điều Hành Giao Thông (TMC - Transportation Management Center).
- XỬ LÝ HÌNH ẢNH TRONG GIÁM SÁT GIAO THÔNG THÔNG MINH Giám sát chuyển động (đếm xe, đo tốc độ, phát hiện vi phạm), các kĩ thuật xử lý nhận dạng biển số xe: xác định đinh danh xe ứng dụng trong thu phí, quản lý vào ra bãi đỗ xe.
- Lớp CH-CNTT GIÁM SÁT CHUYỂN ĐỘNG a) Phát hiện đối tượng dựa vào nhóm chuyển động (Motion-base grouping) Hình 2.10 Biểu đồ theo dõi phương tiện giao thông bằng cách nhóm các điểm đặc biệt của phương tiện Việc nhóm các điểm đặc biệt trên phương tiện dựa trên sự ràng buộc chuyển động.
- Các điểm chuyển động cùng nhau được nhóm lại thành một thực thể phương tiện giao thông duy nhất.
- Nhưng lại có rất nhiều phương tiện trong làn giao thông nên để phân biệt giữa chúng là cả vấn đề.
- Các yếu tố sau có ảnh hưởng đến việc theo dõi các đối tượng trong video của Camera IP giao thông : Luận văn thạc sĩ Học viên : Phạm Trọng Chiều.
- Điều kiện giao thông như tắc nghẽn giờ cao điểm, vận tốc các làn xe.
- Tuy nhiên phương pháp này chỉ thích hợp với luồng giao thông thưa.
- 3.4 ĐẾM XE, TÍNH MẬT ĐỘ GIAO THÔNG Bài toán này gồm 3 bào toán con : Phát hiện đối tượng chuyển động, xác định phương tiện và tính toán mật độ giao thông.
- Trong bài toán đo mật độ giao thông, mật độ giao thông được tính toán bằng cách sử dụng thông tin về các phương tiện đã được xác định trong các khung liên tiếp.
- t phút (N khung video) Chọn khung i Phát hiện đối tượng chuyển động trong khung i Xác định phương tiện trong khung i Tính mật độ trong t phút với N khung video Mật độ giao thông Luận văn thạc sĩ Học viên : Phạm Trọng Chiều.
- Vi = Vi + 1 Lưu trữ phương tiện đã chọn cho bước tiếp theo • Tính mật độ giao thông (Traffic Density Calculator - TDC.
- Mật độ giao thông được tính theo công thức : Trong đó : densityi là mật độ giao thông của loại phương tiện i

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt