分析智能交通系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)用

和沖沖

（中國(guó)河南國(guó)際合作集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450004）

現(xiàn)今的交通管理系統(tǒng)中廣泛運(yùn)用智能交通系統(tǒng)，這是一種綜合利用新型互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)信息、控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)打造而成的智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)的是人、車、路與周邊環(huán)境統(tǒng)一監(jiān)管和控制，全方位對(duì)交通情況進(jìn)行管控。作為智能交通系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)是目前我國(guó)重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)手段。通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展，加快對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)中信息的篩選、監(jiān)測(cè)和處理，全面提升智能交通系統(tǒng)的靈活度和精準(zhǔn)度，從而帶動(dòng)整個(gè)交通行業(yè)的發(fā)展。

1 智能交通系統(tǒng)的定義、構(gòu)成及意義

1.1 智能交通系統(tǒng)的定義

智能交通系統(tǒng)是針對(duì)我國(guó)目前交通狀況嚴(yán)峻的情況所提出的新概念，利用最前沿的、最高新的信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的交通系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)性系統(tǒng)性地改革，實(shí)現(xiàn)車與人之間的聯(lián)動(dòng)管理，全面提高交通運(yùn)行管理的效率，改善目前面臨的交通環(huán)境。基于此，智能交通系統(tǒng)受到了人們的廣泛關(guān)注和高度的期待。

1.2 智能交通系統(tǒng)的構(gòu)成

作為新型的交通系統(tǒng)，智能交通系統(tǒng)與以往的系統(tǒng)相比在結(jié)構(gòu)構(gòu)成上有很大區(qū)別。它的信息系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)都具有極高的智能化。其中最為重要的智能交通管理系統(tǒng)，它的研發(fā)建成是憑借著高度的數(shù)據(jù)共享體系。通過系統(tǒng)中交通信息的共享不但能夠緩解目前面臨的交通堵塞問題，還能夠?qū)τ脩舻慕煌ò踩M(jìn)行切實(shí)的保護(hù)。除此之外，智能交通系統(tǒng)還包括電子收費(fèi)系統(tǒng)、應(yīng)急管理系統(tǒng)等其他部分。

1.3 智能交通系統(tǒng)的意義

智能交通系統(tǒng)的建成運(yùn)用了多項(xiàng)新興技術(shù)，比如電子控制技術(shù)、傳感器技術(shù)等。各種技術(shù)的使用能夠幫助對(duì)城市中的交通狀況進(jìn)行全方面的監(jiān)管和控制。包括機(jī)場(chǎng)、火車站等車流量人流量巨大的交通樞紐在內(nèi)，智能交通系統(tǒng)都能夠?qū)ζ溥M(jìn)行調(diào)控和監(jiān)管，以緩解其交通壓力和擁堵狀況，切實(shí)提高整個(gè)城市的交通運(yùn)行效率。

2 智能交通系統(tǒng)構(gòu)成分析

第一部分是車載系統(tǒng)。車載系統(tǒng)能夠?yàn)檫\(yùn)行中的車輛提供音頻視頻的導(dǎo)航指導(dǎo)，以及通過不同的算法為車主提供實(shí)時(shí)路況信息和路線選擇的服務(wù)。第二部分是路邊系統(tǒng)。路邊系統(tǒng)是針對(duì)路上行車的實(shí)際情況，利用雷達(dá)進(jìn)行車輛測(cè)速，實(shí)時(shí)反應(yīng)交通路況，對(duì)路上車輛的交通情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)測(cè)的系統(tǒng)。第三部分是交通管理控制系統(tǒng)。交通管理控制系統(tǒng)主要是利用各種應(yīng)用軟件提供的數(shù)據(jù)信息對(duì)可能出現(xiàn)的交通運(yùn)行情況進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)交通控制系統(tǒng)的管理和控制，以此來確保交通能夠有效且安全的運(yùn)行，

降低交通擁堵出現(xiàn)的可能性。第四部分是需求管理系統(tǒng)。需求管理系統(tǒng)是指通過對(duì)用戶數(shù)據(jù)和交通情況進(jìn)行整體分析，根據(jù)實(shí)際路況為用戶出行制定高效合理的策略，以確保用戶能夠進(jìn)行安全行駛。

3 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)定義

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)是采用計(jì)算機(jī)的信息成像技術(shù)以及利用數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模的技術(shù)，通過對(duì)比運(yùn)動(dòng)與非運(yùn)動(dòng)物體的圖像得到相關(guān)數(shù)據(jù)，后將數(shù)據(jù)結(jié)果遠(yuǎn)程傳送給系統(tǒng)，從而對(duì)整個(gè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的交通運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)管和控制。這個(gè)視覺技術(shù)并不等同于原有的攝像技術(shù)，前者擁有更加智能化的信息判斷能力，能夠更加立體和完整的展現(xiàn)出圖像的對(duì)比情況，并且與后者的成像速度和清晰度相比，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)要更為快速和優(yōu)秀，并且，該技術(shù)還與多個(gè)運(yùn)算模塊相結(jié)合，包括物距測(cè)量、空間軸距測(cè)量等，共同運(yùn)算將多個(gè)攝像模組同時(shí)融入一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，且將多個(gè)控制系統(tǒng)并聯(lián)起來，形成一個(gè)完整的處理體系，讓整個(gè)技術(shù)的運(yùn)用更加完整和高效率。與傳統(tǒng)的交通管理系統(tǒng)相比，智能化交通系統(tǒng)能夠通過各種智能設(shè)備對(duì)運(yùn)行物體的物理、生理等多方面特征進(jìn)行識(shí)別認(rèn)定，能夠快速定位目標(biāo)，充分展現(xiàn)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的優(yōu)勢(shì)地位。

4 智能交通系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的實(shí)用性

4.1 實(shí)時(shí)路況監(jiān)控

智能交通監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的使用主要通過3個(gè)方面：分割與跟蹤；對(duì)車流量和行駛車速等數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；交通路況中的行為事件識(shí)別。通過監(jiān)控探頭對(duì)運(yùn)行中的車輛進(jìn)行跟蹤，而后將汽車行駛過程分割成四個(gè)主要窗口，通過內(nèi)置的運(yùn)算程序?qū)囕v運(yùn)行的背景環(huán)境進(jìn)行識(shí)別，然后通過原圖減去背景得到前景畫面，最后用矩形的線框突出目標(biāo)車輛的運(yùn)動(dòng)位置，從而得出主要的目標(biāo)檢測(cè)窗口。

該技術(shù)用于現(xiàn)實(shí)的交通運(yùn)行中就是利用已有的高位攝像頭進(jìn)行目標(biāo)車輛捕捉，通過后臺(tái)的數(shù)據(jù)分析和圖像處理技術(shù)分析形成圖像的序列，以此獲得相關(guān)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和信息數(shù)據(jù)，而后將這些數(shù)據(jù)傳送到整個(gè)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行智能化識(shí)別，利用智能交通監(jiān)控系統(tǒng)來識(shí)別出目標(biāo)車輛的行為事件。

4.2 路線導(dǎo)航服務(wù)

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的主要用途之一就是為行駛中的車輛提供智能化的路線導(dǎo)航服務(wù)。該導(dǎo)航服務(wù)有兩個(gè)主要特征，首先，為用戶提供行駛路況及車輛的相關(guān)信息，其次，是在行駛過程中通過路況數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)為用戶提供合理的路線引導(dǎo)、行駛車距、車速的建議指導(dǎo)。同時(shí)，在安全導(dǎo)航系統(tǒng)中，通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用，還能夠?qū)εR近周邊的車輛進(jìn)行分析檢測(cè)，給車輛的行駛奠定良好的基礎(chǔ)。在安全距離以及速度控制上，主要是依托攝像系統(tǒng)，給周圍車輛的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析整理，按照檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的安全具體計(jì)算，以保證各方面的參數(shù)具備科學(xué)性。

4.3 智能收費(fèi)系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)幫助整個(gè)交通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了收費(fèi)系統(tǒng)的重大革新，與傳統(tǒng)的收費(fèi)方式相比，智能收費(fèi)變得更具有有效性和科學(xué)性，讓整個(gè)交通管理更具有效率和價(jià)值。這種收費(fèi)系統(tǒng)的智能性主要體現(xiàn)在對(duì)車輛識(shí)別的方式發(fā)生改變。我國(guó)一貫采用的車輛識(shí)別方式單目車牌與雙目車牌識(shí)別的方式，且主要是以掃描單目車牌的核心識(shí)別為主，與國(guó)外流行的車牌識(shí)別認(rèn)定車輛方式相比，我國(guó)的這種收費(fèi)方式還不夠智能和實(shí)用。未來研究人員的研究方向應(yīng)該更多考慮雙目車牌的識(shí)別，因?yàn)殡p目車牌識(shí)別的方式不光能夠識(shí)別車牌，還能夠?qū)囕v的相關(guān)信息進(jìn)行獲取，比起單目具有更高的實(shí)用性。除此之外，研究人員還應(yīng)該考慮如何獲得處于高速行駛中車輛的相關(guān)信息以及對(duì)智能字符進(jìn)行識(shí)別等問題。

4.4 車輛輔助駕駛功能

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)能夠幫助車輛輔助駕駛功能進(jìn)一步的革新，而現(xiàn)階段達(dá)到的最高水平是以人機(jī)交互的模式進(jìn)行車輛的輔助駕駛。而車輛輔助駕駛主要是指通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)車輛行駛的周邊環(huán)境，包括道路標(biāo)識(shí)、前后路況、過路行人等，進(jìn)行數(shù)據(jù)識(shí)別與分析，然后利用系統(tǒng)進(jìn)行信息篩選和過濾，最后為用戶的行車駕駛提供預(yù)測(cè)和引導(dǎo)，從而能夠更好的保障用戶的行車安全以及整個(gè)交通運(yùn)行的安全性，以避免危險(xiǎn)的交通事故和不必要的交通違章的出現(xiàn)。這種技術(shù)能夠幫助提升整個(gè)道路交通的安全程度，提高城市交通的效率，為司機(jī)和行人出行提供一個(gè)文明安全的交通環(huán)境。值得注意的是，在該技術(shù)應(yīng)用的階段中為了能夠提高技術(shù)的應(yīng)用效果，保證車輛輔助駕駛功能的作用完全發(fā)揮出來，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用方式明確，從而讓車輛輔助駕駛功能作用可以全面發(fā)揮出來。

5 結(jié)語

總之，針對(duì)智能交通系統(tǒng)而言，它主要是依托計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)結(jié)合一體的交通技術(shù)。在智能交通系統(tǒng)構(gòu)建的階段中，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)屬于一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，在應(yīng)用上可以提高智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用功能，強(qiáng)化智能交通的運(yùn)行效果提升了信息識(shí)別的靈活性以及準(zhǔn)確性，所以在往后研究中，對(duì)于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用要給予重視，加大研究力度，對(duì)技術(shù)的應(yīng)用范圍進(jìn)行明確，如此才能夠提高智能交通系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。