Nghiên cứu phát triển các giải pháp giám sát lưu lượng và quản lý phương tiện giao thông qua camera giám sát757

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VIỆT HƯNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CÁC GIẢI PHÁP GIÁM SÁT LƯU LƯỢNG VÀ QUẢN LÝ PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG QUA CAMERA GIÁM SÁT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ: 9520203 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ HÀ NỘI - 2020 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Tiến Dũng Phản biện 1: PGS.TS Bạch Nhật Hồng Phản biện 2: PGS.TS Phạm Ngọc Thắng Phản biện 3: PGS.TS Phạm Thanh Giang Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi 14h giờ, ngày 05 tháng 05 năm 2020 Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Tạ Quang Bửu, Trường ĐHBK Hà Nội Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU Giao thông thông minh Mục tiêu phát triển quốc gia đồng phát triển lực kinh tế, sở hạ tầng mức sống người dân Trong đó, sở hạ tầng giao thông xác định điều kiện quan trọng việc phát triển kinh tế xã hội Giao thông thuận lợi giúp người dân tiết kiệm thời gian di chuyển, nâng cao khả giao thương Tuy nhiên, hạ tầng giao thông chưa thể đáp ứng số lượng lớn phương tiện giao thông ngày tăng nhu cầu lại người dân đặc biệt nước phát triển Việt Nam Tùy vào đặc trưng hạ tầng đường mà việc tùy biến công tác quản lý giao thơng quốc gia khác Do đó, việc nghiên cứu hệ thống có chức quản lý phương tiện giao thông giám sát đánh giá lưu lượng phương tiện vùng quan tâm cần thiết Nhằm đạt mục đích việc ứng dụng công nghệ quản lý, điều khiển giúp giao thơng an tồn, thơng suốt thông minh vấn đề cấp bách quốc gia, đặc biệt quốc gia phát triển Hình 0.1 mơ hình đại diện cho thời đại 4.0 công nghệ cảm biến giao thơng thơng minh [1] đương nhiên có đầy đủ chức mơ hình hệ thống giao thơng thơng minh Mơ hình gồm nhiều chức công nghệ tập trung chủ yếu công nghệ xử lý ảnh truyền trung tâm qua kênh LTE, wifi bluetooth; từ sử dụng chức như: dịch vụ cấp cứu, bảo hiểm, định vị chức cần thiết khác Các vấn đề tồn Từ nghiên cứu có Việt Nam nước ngồi, vấn đề tồn hệ thống giao thông thông minh Việt Nam thống kê sau: Hình 0.1: Mơ hình hệ thống ITS[32] Chưa có giải pháp hồn chỉnh cho hệ thống phát phương tiện đô thị đặc biệt đường đơng vào cao điểm Chưa có giải pháp quản lý dịng phương tiện giao thơng hỗn hợp (giám sát lưu lượng, mật độ phương tiện) Ngồi ứng dụng cơng nghệ RFID thu phí đường bộ, cơng nghệ sử dụng cảm biến để đo khoảng cách chỗ đỗ xe hầm thông báo đèn LED để thông báo tình trạng chỗ đỗ xe cơng nghệ camera giám sát trạng nút giao thơng Việt Nam chưa ứng dụng công nghệ khác để quản lý giao thơng Chưa có hệ thống điều khiển đèn tín hiệu giao thông theo lưu lượng thực tế phương tiện đường Mục tiêu, đối tượng phạm vi nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu dòng giao thơng hỗn hợp có đặc trưng: phương tiện sát vào nhau, không phân loại phương tiện theo làn, phương tiện di chuyển lẫn lộn với Đối tượng nghiên cứu phương tiện giao thông đường bao gồm: ô-tô, xe máy, xe đạp, phương tiện ba bánh phương tiện thô sơ khác Phạm vi nghiên cứu đường đô thị trung tâm Thủ đô Hà Nội, nơi mà tuyến đường xây dựng từ lâu có đặc trưng dịng giao thơng hỗn hợp Ý nghĩa khoa học đóng góp luận án Luận án khai thác chức thực tiễn công giám sát quản lý giao thông nước ta Trong cơng đại hóa khoa học công nghệ nay, ứng dụng kĩ thuật nhằm giảm áp lực quản lý điều tiết giao thông lực lượng chức điều vô cần thiết Mục tiêu Luận án đưa phương pháp xác định lưu lượng phương pháp giám sát phương tiện giao thông dựa công nghệ xử lý ảnh Đây tiền đề cho nghiên cứu khoa học ứng dụng vào giao thông Việt Nam Hệ thống Giao thông thông minh đươc nghiên cứu sinh đề xuất sử dụng công nghệ xử lý ảnh Trên sở giải thuật Bicubic, nghiên cứu sinh tập trung khai thác giải thuật tạo lại độ tương phản cho đường biên để phân biệt đối tượng hình ảnh truyền trung tâm từ camera Bên cạnh đó, nghiên cứu sinh tập trung vào việc mơ hình hóa phương pháp đo tốc độ phương tiện dựa hoàn toàn vào độ phân giải ảnh thông số camera giám sát Nghiên cứu sinh tập trung khai thác nhằm cải thiện lực điều khiển dịng giao thơng đèn tín hiệu nên đề xuất giải pháp tính tốn mật độ phương tiện luồng giao thông đổ vào nút việc xem xét vùng đích bị chiếm dụng để đưa thời gian hoạt động phù hợp cho đèn tín hiệu Cấu trúc nội dung luận án Luận án trình bày chương chính: Chương nói TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CỦA XỬ LÝ ẢNH TRONG GIAO THÔNG HỖN HỢP, chương tập trung giới thiệu chức hệ thống giao thông thông minh Bên cạnh phân tích cơng nghệ sử dụng nhận diện phương tiện giới Nghiên cứu công nghệ nhận dạng phân loại phương tiện tốt nước ngồi khơng thể đưa ứng dụng nước Do đó, đề xuất đưa vào khai thác vận hành công nghệ giao thông thông minh ứng dụng xử lý ảnh cần thiết Trong Chương QUẢN LÝ PHƯƠNG TIỆN GIAO THƠNG, trình bày chức quản lý phương tiện Đầu tiên giới thiệu bước tiền xử lý ảnh để cải thiện lực nhận dạng đối tượng, luận án đề xuất việc tiền xử lý liệu trước đưa vào để nhận dạng phân loại đối tượng đường Ngồi ra, tác giả cịn đề xuất phương pháp phân loại phương tiện giao thơng dựa hồn tồn theo góc tới phương tiện vị trí đặt camera giám sát Cuối cùng, chương đề xuất mơ hình phương pháp đo tốc độ phương tiện giao thơng Tiếp theo Chương nói LƯU LƯỢNG PHƯƠNG TIỆN GIAO THƠNG, chương trình bày vai trò hệ thống giám sát lưu lượng phương tiện giao thơng Các phương pháp phân tích lưu lượng mật độ dựa theo số lượng phương tiện thống kê khơng thống kê trình bày sau đề xuất giám sát điều khiển dịng phương tiện giao thơng nút giao thơng có đèn tín hiệu hoạt động Trong phần cuối Luận án, tác giả đánh giá phân tích kết đồng thời đưa định hướng nghiên cứu phát triển phương pháp đề xuất Luận án nhắm đưa vào ứng dụng thực tế CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CỦA XỬ LÝ ẢNH TRONG GIAO THÔNG HỖN HỢP 1.1 Giới thiệu Hệ thống Giao thông thông minh - ITS (Intelligent Transportation System) bước tiến lớn khoa học công nghệ ứng dụng, giám sát điều khiển giao thông cách tự động Hệ thống ITS giúp người sử dụng theo dõi lựa chọn xác phương tiện giao thơng công cộng, phương tiện giao thông trao đổi liệu với nhằm tạo hệ thống vận chuyển an tồn ITS cịn sở để quản lý điều khiển phương tiện tham gia giao thông Trong nội dung chương tập trung sâu vào phân tích cơng nghệ nhận diện phương tiện giao thông đường Từ lập luận nghiên cứu sinh đề xuất công nghệ phù hợp với dịng phương tiện giao thơng hỗn hợp đặc trưng nước phát triển nói chung Việt Nam nói riêng Cơng nghệ có tiềm ứng dụng cao đưa vào kịch để phát triển xử lý mục tiêu như: phân loại phương tiện điều khiển dòng phương tiện 1.2 Hệ thống giao thông thông minh Hệ thống giao thông thông minh (Intelligent Transportation System - ITS) hệ thống xây dựng dựa nhiều tảng công nghệ giúp tự động hóa hoạt động giám sát điều khiển giao thơng đường với mục đích giúp cho phương tiện di chuyển an tồn thơng suốt Hình 1.1 đại diện mô tả kiến trúc hệ thống ITS Huawei, minh hoạ hệ thống ITS mô tả chi tiết công nghệ nhận diện phương tiện, kênh truyền, hệ thống sở liệu cuối hệ thống điều khiển Hình 1.1: Kiến trúc hệ thống ITS Huawei Chức hệ thống giao thông thông minh: Hệ thống thông tin trao đổi nhà quản lý người điều khiển phương tiện giao thông Hệ thống thu nhận liệu phương tiện giao thông Hệ thống điều khiển phương tiện giao thông Hệ thống phụ trợ hoạt động xe thương mại Hệ thống toán điện tử Hệ thống an toàn bảo mật liệu Các công nghệ áp dụng nhận diện phương tiện giao thông phân tích đánh giá khả ứng dụng vào giao thơng hỗn hợp Trong đó, bật công nghệ xử lý ảnh thể qua Bảng 1.1: Bảng 1.1: So sánh khả ứng dụng phương pháp xử lý ảnh với phương pháp khác giao thông hỗn hợp Công nghệ Nhận Đếm Đo diện Phân loại Giao thông tốc độ hỗn hợp Cảm ứng điện từ X X X X Không Từ trường X X X Khơng Khơng Từ tính X X X Khơng Khơng RADAR vi sóng X X X X Khơng Hồng ngoại chủ động X X X X Không Hồng ngoại bị động X X X Không Không Không Không Không X Không Không Siêu âm Âm Công nghệ không dây Xử lý ảnh X X X X X X X X X X Không X X X Dựa vào bảng xác định phương pháp có khả áp dụng cho dịng phương tiện giao thơng hỗn hợp xử lý ảnh phương pháp Wireless Technology Tuy nhiên, việc thực tế áp dụng cịn nhiều khó khăn cịn cần phải cải thiện phương pháp cho phù hợp với đặc trưng giao thông vùng loại kịch giao thông Từ nghiên cứu đánh giá cơng nghệ mơ hình đề xuất hệ thống diễn giải hình 1.2 sơ đồ khối đề xuất phạm vi thực luận án Phân loại phương tiện Ảnh/Video thu Tiền xử lý (Cải thiện chất lượng ảnh) Đo tốc độ Nhận dạng phương tiện Giám sát quỹ đạo phương tiện Nhận diện phương tiện Giám sát lưu l ượng Hệ thống thu phí Quản lý phương tiện Hình 1.2: Sơ đồ khối hệ thống đề xuất Để cải thiện việc phân loại phương tiện giao thơng hỗn hợp Đã có nghiên cứu phân loại phương tiện dùng camera đặt có hướng quan sát với hướng dòng phương tiện [C1] Phương pháp phân loại nhiều loại phương tiện giao thơng Ngồi ra, cịn có phương pháp giám sát lưu lượng phương tiện giao thơng hỗn hợp để điều khiển đèn tín hiệu giao thơng nói tới [C2] Phương pháp dựa vào tốc độ chiếm dụng mặt đường kể từ đèn đỏ để dự đoán lưu lượng phương tiện giao thơng luồng đường chuyển từ định thời gian hoạt động đèn tín hiệu Từ thực tiễn, tác giả đề xuất hệ thống giám sát quản lý phương tiện giao thông nước phát triển nên tập trung nghiên cứu phát triển công nghệ xử lý ảnh để thực ưu điểm thể Bảng 1.1 1.3 Kết luận chương Một hệ thống Giao thơng thơng minh có sử dụng nhiều công nghệ để điều khiển phương tiện tham gia giao thơng nhằm mục đích giúp cho phương tiện di chuyển an tồn thơng suốt Các công nghệ chủ yếu ứng dụng từ lâu, bật lên cơng nghệ xử lý ảnh Điểm ảnh nội suy Bicubic Hình 2.1: Giải thuật nội suy Bicubic đối tượng khung hình Hình minh họa cho ảnh gốc ảnh sau nội suy có kích thước độ phân giải Trong đó, dễ nhận thấy điểm ảnh có đồng mức màu điểm ảnh nội suy điểm ảnh gốc không khác nhiều Tuy nhiên, điểm ảnh độ dốc diễn tả khác đối tượng khung hình Thì điểm ảnh nội suy điểm ảnh gốc khác rõ rệt, điểm ảnh gốc ln có giá trị sâu cao điểm ảnh nội suy, lý điểm ảnh nội suy mang giá trị tập hợp từ điểm ảnh xung quanh Tuy nhiên vị trí mà điểm ảnh nội suy lại có giá trị lớn thấp so với ảnh gốc Đấy vấn đề cục đường, điểm nội suy ảnh hưởng từ xung quanh Cách tính điểm ảnh lân cận biên đường cong kín mơ tả Hình 2.9 Hình 2.9(a) phương pháp nội suy tuyến tính ứng dụng cho liệu chiều, điểm ảnh nội suy (x, y) phát triển từ nội suy tuyến tính từ hai điểm ảnh gốc (x , y ) (x , y 2) Giá trị điểm ảnh x tính phương trình (2.18) Phương pháp nội suy song tuyến tính ứng dụng cho 11 Điểm ảnh gốc Tính lại Nội suy Bicubic Điểm ảnh biên Hình 2.2: Xác định điểm ảnh cần tính tốn lại dựa vào ma trận × liệu hai chiều, điểm ảnh nội suy (x, y) tính phương trình (2.20): Bảng 2.1: So sánh PSNR nội suy BI phương pháp đề xuất Khung hình Giải thuật nội suy Bicubic (PSNR, dB) Phương pháp đề xuất (PSNR, dB) 27, 4586 28, 3432 29, 2633 29, 9893 29, 4240 31, 3964 29, 7181 31, 0746 29, 1698 30, 6485 2.1.2 Phân loại phương tiện Hệ thống sử dụng camera CCD có kích thước khung hình 640 × 480 điểm ảnh có tốc độ 30f ps (khung hình giây) lắp đặt độ cao 6.25m từ mặt đường tới vị trí lắp đặt camera, góc qt camera so với phương ngang 30 độ thể Hình 2.2 Việc phân loại phương tiện giao thơng chủ yếu dựa vào tính chất vật lý đối tượng Trong liệu phương tiện thu nhận được, chủ yếu thống kê theo tiêu chí kích cỡ đường bao quanh đối tượng Tuy nhiên, đối tượng bị giảm tỉ lệ 12 ghi lại khung hình camera Do đó, yếu tố góc đường bao giữ ngun tính chất đối tượng Hình 2.14(a) mơ tả góc a dùng để phân loại đối tượng khung hình Góc a tính theo cơng thức: width length a = arctan × 180 π (2.1) 2.1.3 Đo tốc độ phương tiện Camera O I O’ h A(i,j) L OO C C’ L’ Hình 2.3: Mơ hình thiết lập camera Từ góc α góc δ biết, có vị trí điểm A ảnh thu nằm cách tâm OO khoảng sau: Nếu điểm A (i, j ) với i ≥ d = h × tan α+ điểm A (i, j ) với i < d = h × tan m thì: δ − arctan (i − m/2)∆p f , (2.2) m thì: α+ δ + arctan i∆p f (2.3) Tùy vào camera có thuộc tính khác Trong liệu mơ trước camera sử dụng có loại 3, 9, 10, 12, 15 khung 13 hình/giây Trong nghiên cứu liệu camera tác giả sử dụng có 12 khung hình giây (f ps) Ta có đồ khung sau: Từ đồ frame, tính khoảng thời gian 10 11 12 s 12 Các khung hình giây Hình 2.4: Biểu diễn số khung hình giây (camera thử nghiệm có tốc độ 12f ps) frames liên tiếp là: 1/12 giây Khi phương tiện khoảng cách xa tiến gần vào camera sử dụng cặp khung hình liên tiếp khơng liên tiếp để tính tốn độ dịch chuyển phương tiện khoảng thời gian ∆t Từ tính tốn vận tốc trung bình v phương tiện theo cơng thức: ∆s (2.4) ∆t Vì phương tiện khơng phải điểm khung hình thu được, tác giả đề xuất xét điểm phương tiện gần camera để bảo toàn trọng tâm phương tiện phương tiện từ xa tới gần Kết mô đo tốc độ phương pháp đề xuất thể Hình 2.5 v= 14 Chart Title 40 35 30 25 20 15 10 GPS Phương ph áp đề xu ất 19,7 19 20 25,01 20,34 23,76 30,64 19,75 26,85 32,84 29,45 26,74 24,75 18,47 27,47 26,48 22,84 28,94 37,45 34,37 30,74 28,6 19,43 25,17 20,81 23,9 30,92 19,97 26,61 32,79 29,53 10 26,7 11 24,88 12 18,6 13 27,5 14 26,54 15 21 16 17 28,72 37,66 18 34,5 30,68 28,73 Hình 2.5: Đánh giá sai số 2.2 Kết luận chương Trong hệ thống Giao thông thông minh việc phân loại thống kê phương tiện giao thông di chuyển tuyến đường nút giao thơng sở để điều khiển hoạt động luồng phương tiện Dữ liệu thu từ hệ thống camera giám sát đường truyền tải trung tâm giám sát điều khiển giao thông Nhằm đáp ứng khơng giao lưu trữ đường truyền tín hiệu mà độ phân giải camera mức vừa phải thơng thường nằm khoảng (800 × 600 điểm ảnh → 2048 × 1536 điểm ảnh) Do đó, luận án đề xuất phương pháp dựa giải thuật nội suy Bicubic để cải thiện nâng cao chất lượng ảnh sau nội suy tăng độ phân giải Nội suy Bicubic gây hiệu ứng mờ ảnh hưởng từ 15 khối lân cận phạm vi nghiên cứu sử dụng hệ số nội suy Nhận dạng vật thể ảnh phụ thuộc vào biên ảnh, biên ảnh đường phân chia đối tượng ảnh Chính điểm ảnh nội suy gần biên nằm ma trận giá trị gốc × bị ảnh hưởng giá trị xung quanh Các điểm ảnh cần tính tốn lại cho phù hợp với đối tượng Kết phương pháp công bố [C3] Công nghệ xử lý ảnh phát phương tiện dòng giao thông hỗn hợp để nhận dạng đối tượng tiến hành phân loại đối tượng Các đối tượng sau phân loại theo phương pháp xét góc tới phương tiện nhận diện được trình bày [C1] Phương pháp kết hợp với phương pháp khác để nâng cao cải thiện độ xác phân loại phương tiện ô-tô xe máy Luận án đề xuất mơ hình dựa đặc trưng hình học camera giám sát giao thông để đo tốc độ phương tiện giao thông đường Từ thông số lắp đặt camera thông số camera ảnh I (x, y) thu qua camera giám sát tính toán độ dịch chuyển phương tiện phát khung hình trình bày [J2] Nghiên cứu mở phương pháp xác định thời gian chụp để nâng cao độ xác giải pháp đo tốc độ phương tiện đường cao tốc tương lai 16 CHƯƠNG LƯU LƯỢNG PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG 3.1 Giới thiệu Một hệ thống ITS có nhiều vụ giám sát thực thi tác vụ điều khiển giao thông cách tự động theo lưu lượng phương tiện di chuyển tăng đột biến hay có thay đổi thời gian ngắn cần hệ thống điều khiển phù hợp với thực Trong nghiên cứu đề xuất phương hướng phát triển giám sát quản lý lưu lượng phương tiện giao thông đặc biệt điều khiển đèn tín hiệu giao thơng chưa có đề xuất dành cho nước phát triển với đặc trưng dịng phương tiện giao thơng hỗn hợp tham gia lưu thơng đường Do đó, nội dung chương tác giả tập trung vào việc điều khiển lưu lượng giao thông nút giao thơng có hệ thống đèn tín hiệu camera giám sát hoạt động Tiếp tác giả đề xuất phương pháp đo tốc độ phương tiện giao thông dựa vào mơ hình hình học camera giám sát 3.2 Hệ thống giám sát lưu lượng phương tiện giao thông 3.2.1 Đề xuất giám sát điều khiển giao thông theo mật độ lưu lượng Việc triển khai hệ thống dựa việc thiết lập mơ hình camera với tham số quan tâm, mơ tả Hình 3.8 Trong mơ hình này, độ cao từ mặt đất tới camera, góc lệch camera với trục đứng, góc khoảng xem camera biểu thị h, δ tương ứng Ngoài ra, k khoảng cách từ máy ảnh hướng hướng tới bề mặt đường Xác định A occupied 17 α 2δ k h d Hình 3.1: Mơ hình vị trí lắp đặt camera A D C B Hình 3.2: Mơ hình hệ thống đề xuất Từ nguồn liệu sở hệ thống quản lý giao thông, phương tiện nhận dạng từ phương pháp trừ thích nghi từ liệu vùng chuyển động chuỗi ảnh nghiên cứu [16] Phương pháp đề xuất mô hình hóa điểm ảnh phương pháp Mixture of Gaussians sử dụng phép xấp trực tiếp để cập nhật mơ hình sau phân loại điểm ảnh dựa phân phối Gaussian tương ứng cách hiệu phần mơ hình Xác định A traced 18 Nghiên cứu phù hợp ý tưởng đề xuất toán nghiên cứu giám sát luồng lưu lượng phương tiện giao thơng, nhiên cần có nhiều thay đổi để hoạt động với nhiều đường đặc tính giao thơng hỗn hợp bối cảnh giao thơng Việt Nam Δα∞ Δαm Δα Δαn β L Hình 3.3: Kịch hệ thống giao thông hỗn hợp Việt Nam 3.2.2 Đề xuất giám sát lưu lượng phương tiện theo số lượng chủng loại Nội dung nghiên cứu phần tập trung vào nút giao thơng hỗn hợp mà phương tiện đầu vào thống kê phân loại làm điều khiển đèn tín hiệu giao thơng Vehicle dimension: Giao thơng khơng đồng có đặc trưng nhiều chủng loại phương tiện có kích thước khác chạy chung luồng đường Do đó, việc thống kê phân loại phương tiện phải với kích thước phương tiện Bảng 3.1 thống kê kích thước chủng loại phương tiện 19 Bảng 3.1: Bảng liệu phân loại phương tiện theo kích thước Chủng loại Ơ-tơ (sedan) Xe bt Xe tải Xe 16 chỗ Xe tải rơ-moóc Xe ba bánh Xe máy Xe đạp Xe đẩy Chiều dài (m) 3,72 10,1 7,5 6,1 7,4 3,2 1,87 1,9 2,7 Chiều rộng (m) 1,44 2,43 2,35 2,1 2,2 1,4 0,64 0,45 0,95 Diện tích (m 5,39 24,74 17,62 12,81 16,28 4,48 1,2 0,85 2,56 Mật độ chiếm dụng đoạn đường A tính độ chiếm dụng mặt đường a i phương tiện nhân với thời gian chiếm dụng t i thời gian di chuyển A tất pha Dưới mơ hình sa bàn mơ nút giao thơng nhóm nghiên cứu thực Trong đó, tham số kích thước đường đoạn cần giám sát đo đạc khảo sát từ thực tế Theo trạng thực tế nút giao thơng mơ hoạt động nút giao thông bao gồm ba pha, thể Hình 3.4 bên dưới: Hình 3.4: Nút giao thông pha Kịch mô thể Hình 3.5, sau: 20 ) d1' B D C J H 41m I d3 d4 G A lAOcc ldensity phân loại d1 Hình 3.5: Mơ hình nút giao thông pha Các nghiên cứu trước chưa xử lý tốn điều khiển đèn tín hiệu giao thơng hỗn hợp mơ hình tốn học chưa phù hợp với điều kiện giao thông nước phát triển Nghiên cứu triển khai ứng dụng rộng rãi quốc gia Phương án nghiên cứu dành cho nút giao thơng thống kê phân loại phương tiện chuẩn bị vào nút giao thông từ pha nút Các số liệu thực tế dự đốn tình hình khả chứa pha đích Từ ước lượng thời gian hoạt động phù hợp đèn tín hiệu theo thời gian thực nâng cao khả điều khiển đèn tín hiệu giao thơng 21 3.3 Kết luận chương Giám sát lưu lượng phương tiện giao thông chức quan trọng hệ thống giao thông thông minh Việc ứng dụng công nghệ xử lý ảnh để giám sát điều khiển luồng phương tiện ưu tiên quan trọng việc tự động hoá quản lý Hệ thống giám sát điều khiển dòng phương tiện thực kịch nút giao thơng, dựa vào dịng phương tiện để điều khiển thời gian hoạt động đèn tín hiệu giao thông cho phù hợp Trong nghiên cứu [J1] luận án đề xuất phương pháp xác định đường giao thông mà phương tiện di chuyển xác định tham số ∆α (∆α ∞ , ∆α m ∆α n ), β L để xác định mật độ phương tiện xuất vùng mà dòng phương tiện hướng vào Việc ước lượng tham số điều khiển thời gian hoạt động đèn tín hiệu, tránh gây xung đột giao thông Trong trường hợp số lượng chủng loại phương tiện giám sát từ đầu, luận án đề xuất hướng quản lý lưu lượng dựa mật độ bao phủ phương tiện đường nhằm mục đích ước lượng đoạn đường cần giám sát có khả chứa phương tiện Từ đề xuất thời gian hoạt động cho đèn tín hiệu giao thơng nút giao thông cần giám sát 22 KẾT LUẬN Một số kết đạt luận án: Đề xuất thuật toán cải thiện chất lượng ảnh cho camera giao thông sau nội suy dựa giải thuật Bicubic Thuật tốn thực tính tốn lại ảnh sau nội suy sở ảnh biên vị trí điểm ảnh cận biên đối tượng để tăng độ tương phản phù hợp cho đối tượng Quanh đường biên đối tượng ảnh, thuật tốn sử dụng ma trận × 7, × để xác định vị trí điểm ảnh cần tính tốn lại sau sử dụng giải thuật nội suy tuyến tính để đưa điểm ảnh nội suy gần với điểm ảnh gốc xung quanh thuộc đối tượng Đề xuất giải pháp giám sát lưu lượng quản lý phương tiện giao thông hỗn hợp công nghệ xử lý ảnh thu từ camera giao thông Phương pháp phân loại phương tiện dựa vào góc tới phương tiện Góc tới thực dựa hình chữ nhật sở bao quanh đối tượng giao thông phát Mơ hình tính tốn tốc độ phương tiện giao thơng dựa vào đặc trưng hình học camera giám sát đường Mơ hình thực dựa sở mơ hình hố f tan δ diện tích thực tế điểm ảnh ∆p = , m/2 sở lưới quét đường Từ tính tốn diện tích mà pixel đại diện cho vùng đường thực tính tốn dịch chuyển 23 phương tiện qua điểm ảnh tương ứng để tính tốc độ phương tiện từ cặp điểm ảnh thu Phương pháp thực giám sát điều khiển luồng phương tiện cho dòng phương tiện giao thông hỗn hợp dựa vào camera giám sát hai trường hợp khơng thể thống kê, phân loại phương tiện Trong trường hợp không đếm tham số đề xuất để đánh giá là: ∆α (∆α ∞ , ∆α m ∆α n ), β L tương ứng với vùng phương tiện dừng chờ đèn đỏ, phần đường giao nút giao thông vùng luồng phương tiện di chuyển vào Từ việc giám sát tham số tính tốn thời gian đèn giao thơng hoạt động cho phù hợp Trong trường hợp thống kê số lượng phương tiện chủng loại phương tiện xét tới mật độ bao phủ để ước lượng khả chứa phương tiện vùng giám sát để từ điều khiển đèn tín hiệu giao thơng Luận án đề xuất hướng phát triển sau: Nghiên cứu tính tốn đề xuất phương pháp nâng cao chất lượng nội suy ảnh theo hướng Super-Resoulution để cải thiện chất lượng ảnh thu từ camera giao thơng Nghiên cứu tính tốn đo tốc độ phương tiện từ xa đường cao tốc, xác định thời gian bắt hình (shutter time) camera ảnh hưởng tới thời gian khung hình nhằm mục đích xác định thời gian bắt hình thời gian cịn lại khung hình Phát triển giải pháp quản lý xử lý liệu hệ thống camera nhằm mục đích đồng hố liệu đồng điều khiển dòng phương tiện 24 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN TRỰC TIẾP ĐẾN LUẬN ÁN ĐÃ ĐĂNG Conferences: [C1 ] Nguyen Viet Hung, Nguyen Hoang Dung, Le Chung Tran, Thang Manh Hoang & Nguyen Tien Dzung (2016) Vehicle Classification by Estimation of the Direction Angle in a Mixed Traffic Flow, IEEE International Conference on Communications and Electronics (IEEE - ICCE), pp 365 - 368 [C2 ] Nguyen Viet Hung, Nguyen Hoang Dung, Le Chung Tran, Thang Manh Hoang & Nguyen Tien Dzung (2016) A Traffic Monitoring System for a Mixed Traffic Flow Via Road Estimation and Analysis, IEEE International Conference on Communications and Electronics (IEEE - ICCE), pp 375 - 378 [C3 ] Nguyen Viet Hung, Nguyen Thi Thu Hien, Phan Thanh Vinh, Nguyen Thi Thao & Nguyen Tien Dzung (2017) An Utilization of Edge Detection in a Modified Bicubic Interpolation Used for Frame Enhancement in a Camera-based Traffic Monitoring, IEEE International Conference on Information and Communications (IEEE - ICIC), pp 316 - 319 Journals: [J1 ] Nguyen Viet Hung, Nguyen Tien Dzung (2017) A Traffic Monitoring based on Vehicle Density Estimation and Analysis for a Mixed Traffic Flow in a Transport Cross-road, Journal of Science & Technolgoy - Technical Universities, No 120, 6/2017, pp 92 - 98 [J2 ] Nguyễn Việt Hưng, Nguyễn Thị Thảo, Đỗ Huy Khôi, Nguyễn Tiến Dũng (2017) Mô Hình Hóa Phương Pháp Đo Tốc Độ Ơ Tơ Dựa Trên Xử Lý Ảnh, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Đại học Thái Nguyên, ISSN 1859 - 2171, Tập 169 số 09 năm 2017, pp 39 - 44 ... xung quanh thuộc đối tượng Đề xuất giải pháp giám sát lưu lượng quản lý phương tiện giao thông hỗn hợp công nghệ xử lý ảnh thu từ camera giao thông Phương pháp phân loại phương tiện dựa vào góc... xuất phương pháp đo tốc độ phương tiện giao thơng dựa vào mơ hình hình học camera giám sát 3.2 Hệ thống giám sát lưu lượng phương tiện giao thông 3.2.1 Đề xuất giám sát điều khiển giao thông. .. đưa phương pháp xác định lưu lượng phương pháp giám sát phương tiện giao thông dựa công nghệ xử lý ảnh Đây tiền đề cho nghiên cứu khoa học ứng dụng vào giao thông Việt Nam Hệ thống Giao thông thông