計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

童冰

摘? 要：隨著我國科技的發(fā)展，在交通系統(tǒng)中也逐漸引入了更多先進(jìn)的科技技術(shù)，幫助我國的交通事業(yè)取得了巨大的進(jìn)步，同時(shí)也大幅度地減少了交通事故。基于此，該文主要討論了計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在智能交通系統(tǒng)當(dāng)中的主要應(yīng)用策略，分別對(duì)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在車輛導(dǎo)航、交通監(jiān)控、智能收費(fèi)、輔助駕駛及智能駕駛方面的應(yīng)用進(jìn)行了探討，最后對(duì)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的價(jià)值進(jìn)了分析。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)? 智能交通系統(tǒng)? 應(yīng)用分析? 導(dǎo)航系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP39 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）08（a）-0026-03

Application of Computer Vision Technology in Intelligent Transportation System

TONG Bing*

（Department of Computer Engineering， Zhangzhou Institute of Technology， Zhangzhou， Fujian Province， 363000 China）

Abstract： With the development of my country's science and technology， more advanced technology has gradually been introduced into the transportation system， which has helped my country's transportation industry to make tremendous progress， while also greatly reducing traffic accidents. Based on this， this article mainly discusses the main application strategies of computer vision technology in the intelligent transportation system， respectively discusses the application of computer vision technology in vehicle navigation， traffic monitoring， intelligent toll collection， assisted driving and intelligent driving. Finally， the computer's value of vision technology in intelligent transportation system is analyzed.

Key Words： Computer vision technology; Intelligent transportation system; Application analysis; Navigation system

交通系統(tǒng)如果可以引入一些先進(jìn)的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，那么就可以更加符合目前擁堵的道路需求，讓人們?cè)诔鲂械臅r(shí)候能夠獲得更加全面的保障，使人們的生活環(huán)境變得更加舒適便捷。

1? 智能交通系統(tǒng)的組成

在社會(huì)發(fā)展過程當(dāng)中，交通事業(yè)一直以來都是重中之重。而在社會(huì)當(dāng)中信息管理方面的發(fā)展，也能夠讓交通信息更加及時(shí)、更加準(zhǔn)確也更加完整。

首先，車載系統(tǒng)能夠?yàn)槿粘＼囕v的運(yùn)行提供更加精準(zhǔn)的導(dǎo)航，并且可以實(shí)時(shí)監(jiān)控，比如使用音頻或視頻的輸出路徑來進(jìn)行導(dǎo)航提示信息，并且對(duì)不同的路徑選擇不同的算法等[1]。

其次，建立路邊系統(tǒng)，一般路邊系統(tǒng)能夠?qū)β窙r和行車狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。主要表現(xiàn)在車輛的測(cè)速雷達(dá)、交通路況的信號(hào)等各方面，同時(shí)也可以使有關(guān)部門及時(shí)了解各種各樣車輛的實(shí)際行駛狀況[2]。

最后，在交通管理控制方面，通過使用各種不同的軟件對(duì)交通的運(yùn)行情況有初步了解，有效預(yù)測(cè)的同時(shí)也可以充分控制系統(tǒng)以及管理系統(tǒng)，使交通系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候更加安全，防止出現(xiàn)交通堵塞[3]。

2? 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在智能交通系統(tǒng)的使用

2.1? 在車輛導(dǎo)航方面

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)發(fā)展的過程當(dāng)中，車輛的智能導(dǎo)航是極為重要的發(fā)明，也是和人們生活最為貼切的發(fā)明之一。車輛智能導(dǎo)航特征主要以下幾個(gè)方面：首先就是可以幫助駕駛員提供車輛運(yùn)行信息和精確的道路交通信息。其次就是根據(jù)道路界限對(duì)車輛駕駛進(jìn)行有效的引導(dǎo)，以便確保車輛安全行駛，同時(shí)還能對(duì)車輛速度分配和行駛距離進(jìn)行調(diào)控，通過計(jì)算機(jī)視覺效果引入導(dǎo)航系統(tǒng)來分析和檢測(cè)道路及附近車輛情況，達(dá)到引導(dǎo)車輛規(guī)范行駛和合理調(diào)節(jié)車距，從而確保安全駕駛及體驗(yàn)。速度管理和安全距離控制主要依靠車內(nèi)的攝像系統(tǒng)來了解周圍的車況，并且進(jìn)行統(tǒng)一的收集和分析，根據(jù)智能檢測(cè)系統(tǒng)來檢測(cè)車距以及計(jì)算安全速度，最終能夠得出更加科學(xué)的數(shù)據(jù)[4]。

2.2 在道路控制方面

高晰度的電子圖像和攝像機(jī)等各種設(shè)備是計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在交通監(jiān)控方面最重要的應(yīng)用。通過識(shí)別監(jiān)控目標(biāo)和對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，同時(shí)通過圖像技術(shù)處理收集到的視覺信息之后再通過三維成像技術(shù)來進(jìn)行電子信息觀察，從而達(dá)到監(jiān)控道路交通情況[5]。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在交通管理監(jiān)控技術(shù)在我國智能交通系統(tǒng)中應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，比如能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控路況，并且對(duì)交通擁堵或是違章停車以及車禍等各種現(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控和實(shí)時(shí)掌控交通狀況。不僅如此，交通智能化的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)通過不斷地改進(jìn)，甚至能夠在一定程度上解決交通擁堵現(xiàn)象。智能化的交通監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)囕v行駛期間的事故及時(shí)避免，這樣讓交通建設(shè)管理也能夠起到更加優(yōu)質(zhì)的效果。

2.3 在智能收費(fèi)方面

計(jì)算機(jī)的視覺技術(shù)不但在道路監(jiān)控、車輛駕駛以及車輛導(dǎo)航方面發(fā)揮重要作用，還在車輛智能收費(fèi)方面也同樣能夠發(fā)揮重要價(jià)值。車輛收費(fèi)作為公共交通重要的環(huán)節(jié)，通過引入計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)將該環(huán)節(jié)變得更加科學(xué)、高效、簡(jiǎn)便。車牌識(shí)別技術(shù)也是現(xiàn)代智能交通管理當(dāng)中一種極為重要的智能應(yīng)用[6]。目前我國的車輛收費(fèi)系統(tǒng)主要采用單目車牌系統(tǒng)識(shí)別模式，該技術(shù)主要通過對(duì)單目車牌的車牌核心進(jìn)行掃描來實(shí)現(xiàn)，該技術(shù)局限性較大。而雙目車牌的識(shí)別系統(tǒng)是利用車輛的動(dòng)態(tài)視頻或靜態(tài)圖像進(jìn)行牌照號(hào)碼、牌照顏色自動(dòng)識(shí)別的模式識(shí)別技術(shù)。主要包括攝像設(shè)備、圖像采集設(shè)備、識(shí)別車牌號(hào)碼的處理機(jī)等，通過車牌定位算法、車牌字符分割算法和光學(xué)字符識(shí)別算法達(dá)到及時(shí)識(shí)別車牌和讀取車輛的型號(hào)。大量實(shí)踐證明，該系統(tǒng)實(shí)用性更高，但是對(duì)高速行駛的車輛該系統(tǒng)有時(shí)就很難提取到有效的車牌信息。所以在應(yīng)用的過程當(dāng)中，還需要進(jìn)一步改進(jìn)。

2.4 在輔助駕駛方面

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，車輛的輔助駕駛技術(shù)也在不斷改進(jìn)，人機(jī)交互模式是目前國際上最為先進(jìn)的車輛輔助駕駛技術(shù)。車輛輔助駕駛就是利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)來識(shí)別道路旁的標(biāo)志物以及車輛還有行人等，并根據(jù)獲圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，然后通過系統(tǒng)更加有效的分析從而篩選出其中最為重要的信息，提供給駕駛員進(jìn)行參考[7]。這樣可以使駕駛員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)車輛周圍的行人和車輛，防止出現(xiàn)交通事故或是違章;達(dá)到降低駕駛?cè)藛T行車壓力和提高駕駛體現(xiàn)感，從而避免交通事故，使道路交通更加安全;同時(shí)也可以確保文明安全出行的根本原則。

2.5 在交通監(jiān)控方面

車輛和行人作為交通監(jiān)控中最為主要的對(duì)象，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)通過對(duì)二者的運(yùn)動(dòng)時(shí)間來進(jìn)行分割，主要方法有幀差法和光流法兩種，目前普遍使用光流法[8]。光流法主要是通過映射參數(shù)這樣的方法來描述圖像當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，從而對(duì)相同映射的參數(shù)來分配相應(yīng)的光流量，以達(dá)到比較完整的參數(shù)分割的目標(biāo)。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在交通監(jiān)控方面另一應(yīng)用就是檢測(cè)分析和計(jì)算車流量，根據(jù)車輛的平均速度和車輛列隊(duì)長度來進(jìn)行交通線路的規(guī)劃，達(dá)到對(duì)交通路況的進(jìn)一步了解和規(guī)劃，從而防止交通擁堵和交通事故。計(jì)算機(jī)的視覺技術(shù)通過檢測(cè)和分析車輛的速度以及數(shù)量，并且對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集讓交通管理工作變得更具時(shí)效性以及實(shí)用性[9]。在未來的發(fā)展過程當(dāng)中，相關(guān)工作人員將對(duì)這種技術(shù)進(jìn)行不斷的改進(jìn)和探索，隨著科技不斷地發(fā)展，我國目前的交通現(xiàn)狀也將變得更加優(yōu)質(zhì)，同時(shí)也可以盡量避免有可能發(fā)生的交通安全事故，幫助人們?cè)诔鲂械臅r(shí)候節(jié)約時(shí)間，確保交通運(yùn)行更加順暢，使其在我國的交通管理過程當(dāng)中能夠發(fā)揮更多的價(jià)值，讓人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活可以變得更加便捷。

2.6 車輛智能駕駛方面

車輛的智能導(dǎo)航系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)的視覺技術(shù)發(fā)展過程當(dāng)中是極為重要的，同時(shí)也是最為標(biāo)志性的案例。車輛的智能導(dǎo)航其特征是比較明顯的，不但能夠幫助駕駛員及時(shí)獲取周圍道路的信息，以及周圍車輛運(yùn)行的信息，同時(shí)也可以在一定程度上來幫助駕駛員獲得更加科學(xué)的引導(dǎo)[10]。計(jì)算機(jī)的視覺技術(shù)將使車輛在行駛過程保持適當(dāng)?shù)木嚯x和行駛速度進(jìn)行更加合理的分配[11]。計(jì)算機(jī)的視覺效果技術(shù)在安全導(dǎo)航系統(tǒng)中的運(yùn)行主要就是通過檢測(cè)、分析道路的行駛狀況以及車輛的行駛狀況，從而能夠幫助駕駛員在進(jìn)行駕駛的時(shí)候更加規(guī)范，和前車保持更加合理的車距，讓駕駛員在行駛過程當(dāng)中能夠根據(jù)導(dǎo)航的指引變得更加順暢。無論是安全距離還是安全速度，駕駛員都可以根據(jù)車內(nèi)攝像系統(tǒng)對(duì)周圍車輛的分析得出更加科學(xué)的操作指引。根據(jù)智能檢測(cè)系統(tǒng)來計(jì)算安全的速度，從而使駕駛員在行駛的時(shí)候更加具有安全保障[12]。

3? 結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能交通系統(tǒng)將是未來交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。交通系統(tǒng)也變得更加智能、更加先進(jìn)，這也正是我國的交通事業(yè)在發(fā)展過程當(dāng)中的重要趨勢(shì)和方向。為了能夠有效地實(shí)現(xiàn)這一目的，需要不斷地提高對(duì)通信技術(shù)以及電子技術(shù)，還有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和科學(xué)計(jì)算機(jī)等方面的充分使用，讓計(jì)算機(jī)的視覺技術(shù)的價(jià)值能夠被充分地發(fā)揮出來。使交通系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候更加穩(wěn)定，不斷發(fā)展;使其運(yùn)行的安全性有所保障，盡量防止出現(xiàn)安全交通事故;使人民群眾在出行的過程當(dāng)中感受到更加舒適安全的體驗(yàn)。

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