Hệ thống điều khiển giao thông thông minh cho đô thị (Trần Thái Nhân)

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

NỘI DUNG:

Chương 1 - TỔNG QUAN ....................................................................................... 1

1.1 - Giới thiệu ........................................................................................................... 1

1.2 - Vấn đề cần giải quyết......................................................................................... 1

1.3 - Giải pháp............................................................................................................ 1

1.4 - Các yêu cầu đặt ra đối với hệ thống................................................................... 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 số khái niệm ............................................................................................... 4

2.1.1 - Cấu trúc Video ............................................................................................... 4

2.1.2 - Key - frame .................................................................................................... 5

2.2 - Tổng quan về phương 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 cơ bản 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 độ sáng .................................................................................13

2.3.2.3 - Màu sắc ............................................................................................13

2.3.2.4 - Đặc trưng bất biến về độ chiếu sáng................................................14

2.3.3 - Phân tích đặc trưng ...................................................................................... 14

2.3.3.1 - Kỹ thuật lấy khung hình đối chiếu...................................................14

- iii -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 quả hai phương pháp sử dụng 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 đề xuất ......................................................................................... 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 - Dự báo kẹt xe. .............................................................................................. 29

3.1.3 - Tính độ lớn 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 chỗ trống 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 dự án liên quan ................................................... 31

3.2.3 - Tìm hiểu về hệ thống điều khiển giao thông ............................................... 31

3.2.4 - Ứng dụng logic mờ vào điều tiết giao thông ............................................... 33

3.2.5 - Thuật toán điều phối giao thông cơ bản ...................................................... 33

3.2.5.1 - Phạm vi ............................................................................................33

3.2.5.2 - Mô tả thuật 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 đề nghị..........................................................................36

3.2.5.7 - Đánh giá...........................................................................................37

- iv -Chương 4 - PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG 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 tả thuật 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 - Khử bóng ..................................................................................................... 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 trợ giúp 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 số tính 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 số khiếm khuyết của mô hình .................................................................. 61

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

5.4 - Hướng phát triển của đề tài.............................................................................. 62

LỜI KẾT ................................................................................................................. 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LINK 1 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)