xây dựng hệ thống phát hiện phương tiện xe máy ô tô vượt đèn đỏ hay lấn làn

LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT VIẾT TẮT VIẾT ĐẦY ĐỦ CHT Circle Hough Transform RGB Red, Green, Blue HSV Hue, Saturation, Value LoHR Lines of Horizontal Resolution LPT License Plate Recognition MSE Mean square error TV Lines Television Lines DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ CHƯƠNG I – TỔNG QUAN 1.1 Lý chọn đề tài : Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, nhu cầu lại người ngày tăng, lưu lượng giao thông ngày lớn Với số lượng phương tiện giao thông ngày lớn cịn khơng ngừng tăng việc quản lý xử phạt các phương tiện giao thông vi phạm gặp nhiều khó khăn cần có hệ thống tự động Một hệ thống hệ thống xử lý vi phạm giao thông tự động Camera Đó hệ thống có khả “đọc” “hiểu”các biển số xe cách tự động, phát xe có vi phạm giao thông hay không Trong luận văn này, người thực xây dựng hệ thống phát phương tiện xe máy, ô tô vượt đèn đỏ hay lấn giúp tiết kiệm nhiều nhân công việc giám sát vi phạm giao thơng, bắt lỗi xác có sở đối chứng Đề tài hướng tới việc thiết lập hệ thống camera kiểm sốt giao thơng đường kết hợp với việc xử lý video, hình ảnh thu từ camera để xác định lỗi vi phạm phương tiện tham gia giao thông, ghi nhận hình ảnh biển số phương tiện vi phạm, tra cứu mức xử phạt tương ứng với lỗi vi phạm, kết xuất văn xử phạt vi phạm hành trường hợp để quan có thẩm quyền ban hành định xử phạt gửi cho người điều khiển chủ phương tiện vi phạm kết xuất báo cáo thống kê số lượng phương tiện vi phạm, lỗi vi phạm 1.2 Nội dung đề tài : Đối tượng nghiên cứu đề tài video hình ảnh biển số phương tiện giao thông tham gia lưu thông đường, cụ thể xe ô tô xe máy Phạm vi nghiên cứu đề tài bao gồm nghiên cứu cách phân tích, xử lý hình ảnh để xác định số lỗi vi phạm vượt đèn đỏ, lưu thông, dừng đỗ không phần đường quy định (lấn tuyến), nghiên cứu cách phân tách biển số (4, số) phương tiện phương pháp kết xuất văn xử phạt vi phạm hành lỗi Hệ thống trình bày luận văn giới hạn số tính quỹ thời gian thực luận văn hạn chế, có khả phát triển, mở rộng tương lai Các tính dự kiến hệ thống: - Xác định phương tiện vượt đèn đỏ - Xác định phương tiện lưu thông, dừng đỗ không đường quy định (lấn tuyến) - Xác định biển số phương tiện - Kết xuất văn xử phạt vi phạm hành - Báo cáo thống kê số lượng phương tiện giao thông vi phạm lỗi vi phạm theo ngày, tháng Cũng hệ thống khác, hệ thống yêu cầu có phần cứng phần mềm.Phần cứng có phần Camera để thu nhận hình ảnh phần mềm phân tích hình ảnh để lấy ký tự biển số xe phát lỗi mà xe phạm phải Hệ thống gồm ba khối chức sau : - Khối camera ghi hình gồm camera : Một camera tương tự gắn phía vạch dừng đèn đỏ dùng để phát lỗi vi phạm, khoảng cách từ camera đến mặt đường tính tốn tiến hành thực luận văn cịn phụ thuộc vào thông số camera sử dụng Một camera kỹ thuật số có độ phân giải cao gắn cách xa trụ đèn tín hiệu giao thơng để chụp ảnh phương tiện từ phía sau để phân tách biển số phương tiện vi phạm xác định trạng thái đèn tín hiệu giao thơng Hình 1.1 : Sơ đồ minh họa vị trí gắn camera đường - Khối xử lý phân tích hình ảnh : Khối chương trình viết chạy máy tính, có chức nhận liệu hình ảnh từ camera thơng qua phần mềm kèm nhà sản xuất camera, sau xử lý phân tích để xác định lỗi vi phạm, phân tách biển số phương tiện, lưu lại hình ảnh phương tiện vi phạm - Khối kết xuất văn : Khối chương trình viết kèm theo khối xử lý phân tích hình ảnh, có chức đề xuất mức phạt tương ứng với lỗi vi phạm để kết xuất văn xử phạt kết xuất báo cáo thống kê Quá trình thu nhận biển số xe thực theo sơ đồ sau: Hình 1.2 : Sơ đồ trình nhận dạng - Tách biển số: khối có chức tách biển số từ ảnh chụp phương pháp xử lý ảnh Kết khối ảnh màu RBG (Red Green Blue) cắt từ ảnh chụp Đây công việc khó khăn ta khơng biết vị trí xác biển số Ngồi ra, cịn phụ thuộc vào độ sáng ảnh chụp - Phân đoạn ký tự: sau tách biển số, bắt đầu phân đoạn ký tự Khối thực tách kí tự có biển số, tạo thành tập ảnh riêng biệt ký tự phục vụ việc nhận dạng ký tự Ảnh ký tự ảnh trắng đen - Nhận dạng ký tự: sau phân đoạn, tách ký tự biển số tạo thành chuỗi ký tự Chuỗi đưa vào khối nhận dạng dạng để tiến hành nhận dạng ký tự chuỗi Hình 2.50 : Lỗi vi phạm không đường quy định CHƯƠNG III – PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG 3.1 Biểu đồ phân cấp chức : Từ chức ta xác định chương I.Ta xây dựng biểu đồ phân cấp chức hệ thống sau : Hình 3.1 : Biểu đồ phân cấp chức Chú thích hình vẽ biểu đồ phân cấp chức : Hình 3.2 : Chú thích biểu đồ phân cấp chức 3.2 Mơ hình tổng quan hệ thống : 3.2.1 Mơ hình use case : Từ chức hệ thống ta xây dựng biểu đồ Use case tổng quan hệ thống mô tả mối tương tác người dùng với hệ thống Hình 3.3 : Mơ hình use case tổng quan hệ thống Chú thích hình vẽ mơ hình use case : Hình 3.4 : Chú thích hình vẽ mơ hình use case 3.2.2 Danh sách tác nhân mô tả : Tác nhân Mô tả tác nhân Người thống dùng Ghi hệ Phụ trách giám sát, điều khiển hệ thống thông qua chức cung cấp Bảng 3.1 : Bảng danh sách tác nhân mô tả 3.2.3 Danh sách use case mô tả : Từ chức phân rã phần 3.1 ta xây dựng biểu đồ Use case tương ứng mô tả mối tương tác người dùng hệ thống.Các biểu đồ Use case liệt kê bảng : ID Tên Use Case Mô tả ngắn gọn Use Case Ghi Module nhận dạng biển số xe UC002 Nhận dạng biển Mô tả chức nhận Chức số xe dạng biển số xe chương trình nhận dạng biển số xe từ file ảnh, file video UC003 Phát Mô tả chức phát Chức phương tiện phương tiện vượt đèn đỏ vượt đèn đỏ gọi menu phát đèn đỏ enable UC004 Phát Mô tả chức phát Chức phương tiện lấn phương tiện lấn gọi menu phát lấn enable Module truy vấn sở liệu UC005 Truy vấn sở Mô tả chức truy Các chức liệu vấn tới sở liệu : thực lưu biển số xe vi phạm, tra qua button cứu biển số xe vi phạm theo giao diện biển số xe, tra cứu biển số xe vi phạm theo thời gian Bảng 3.2 : Bảng danh sách use case mô tả 3.3 Đặc tả yêu cầu chức hệ thống (Functional) : Với mô hình use case Bảng 3.2 tương ứng với chức hệ thống.Dưới ta đặc tả chức hệ thống : mục đích, mơ tả chức năng, tác nhân, điều kiện để chức hoạt động, … 3.3.1 Nhận dạng biển số xe : a) Mơ hình use case : Use case: UC002_NhanDangBienSoXe Mục đích: Nhận dạng biển số xe Mơ tả: Mô tả chức nhận diện biển số xe Tác nhân: Người dùng Điều kiện trước: - Người dùng phải có file ảnh hay file video biển số xe Luồng kiện (Basic flows) Người dùng mở chương trình 1.1 Người dùng tiến hành load hình ảnh cách click vào menu Open Image Source 1.2 Người dùng tiến hành load video cách click vào menu Open Video Source 3.1 Hệ thống nhận dạng biển số hiển thị text box biển số xe 3.2 Người dùng bấm nút bấm Bắt lỗi từ Camera để bắt biển sô xe.Hệ thống nhận dạng biển số hiển thị text box biển số xe Luồng kiện phụ (Alternative Flows): Điều kiện sau: - Không load file ảnh file video Hiển thị biển sô xe Bảng 3.3 : Bảng đặc tả chức nhận dạng biển số xe b) Biểu đồ : Hình 3.5 : Mơ hình use case chức nhận diện biển số xe 3.3.2 Phát phương tiện vượt đèn đỏ : a) Mơ hình use case : Use case: UC003_PhatHienVuotDenDo Mục đích: Phát phương tiện vượt đèn đỏ Mô tả: Khi đèn đỏ bật hệ thống detect phát phương tiện vi phạm vào vùng vượt đèn đỏ Tác nhân: Người dùng Điều kiện trước: - Menu chức phát đèn đỏ bật - Detect đèn đỏ bật Luồng kiện (Basic flows) Người dùng mở chương trình Người dùng chọn mở file video Người dùng enable menu phát vượt đèn đỏ Hệ thống phát đèn đỏ nhận dạng biển số xe phương tiện vi phạm vùng đèn đỏ Luồng kiện phụ (Alternative Flows): Điều kiện sau: - Không load file video Phát phương tiện vượt đèn đỏ Bảng 3.4 : Bảng đặc tả chức phát phương tiện vượt đèn đỏ b) Biểu đồ : Hình 3.6 : Mơ hình use case chức phát vượt đèn đỏ 3.3.3 Phát phương tiện lấn : a) Mơ hình use case : Use case: UC004_PhatHienLanLan Mục đích: Phát phương tiện lấn Mô tả: Hệ thống phát phương tiện vi phạm vào vùng lấn Tác nhân: Người dùng Điều kiện trước: - Menu chức phát lấn bật Luồng kiện (Basic flows) Người dùng mở chương trình Người dùng chọn mở file video Người dùng enable menu phát lấn bật Hệ thống nhận dạng biển số xe phương tiện vi phạm vùng lấn Luồng kiện phụ (Alternative Flows): Điều kiện sau: - Không load file video Phát phương tiện lấn Bảng 3.5 : Bảng đặc tả chức phát phương tiện lấn b) Biểu đồ : Hình 3.7 : Mơ hình use case chức phát lấn 3.3.4 Truy vấn sở liệu : a) Mơ hình use case : Use case: UC005_TruyVanCoSoDuLieu Mục đích: Truy vấn sở liệu : lưu biển số xe vi phạm, truy vấn biển số xe vi phạm theo biển số xe thời gian Mô tả: Lưu biển số xe vi phạm, truy vấn biển số xe vi phạm theo biển số xe thời gian Tác nhân: Người dùng Điều kiện trước: - Hệ thống kết nối thành công tới sở liệu Luồng kiện (Basic flows) Người dùng mở chương trình 2.1 Người dùng bấm nút lưu biển số xe vi phạm phát biển số xe vi phạm 2.2 Người dùng nhập biển số xe vào text box tìm kiếm biến số xe bấm nút tìm kiếm 2.3 Người dùng chọn khoảng ngày tháng bấm nút thống kê Luồng kiện phụ (Alternative Flows): Điều kiện sau: - Dữ liệu ngày tháng chọn không : ngày bắt đầu lớn ngày kết thúc Sao lưu biển số xe vi phạm, tra cứu biển số xe vi phạm từ sở liệu Bảng 3.6 : Bảng đặc tả chức truy vấn sở liệu b) Biểu đồ : Hình 3.8 : Mơ hình use case chức truy vấn sở liệu 3.4 Thiết kế giao diện chương trình : Hình 3.9 : Giao diện chương trình CHƯƠNG IV – XÂY DỰNG VÀ CÀI ĐẶT • • • • 4.1 Công cụ lựa chọn xây dựng hệ thống : Dưới công cụ sử dụng để phát triển phần mềm hệ thống phát vi phạm giao thơng : Ngơn ngữ lập trình : C# Thư viện hỗ trợ : EmguCV 3.0 IDE : Visual studio 2013 Database : SQL Server 2008 R2 4.2 Một số code chương trình : 4.3 Kết đạt : 4.4 Thử nghiệm hệ thống : KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] GS.TSKH Hoàng Kiếm, TS Đỗ Phúc, TS Đỗ Văn Nhơn, Giáo trình mơn Cơ Sở Tri Thức ứng dụng [2] GS.TSKH.Hoàng Kiếm.Chuyên đề Công nghệ tri thức ứng dụng [3] Nguyễn Thanh Bình Phân tích thiết kế hệ thống hướng đối tượng [4] Phạm Hữu Khang Kỹ thuật lập trình ứng dụng C#.Net Tập 2, tập - Nhà xuất Lao Động – Xã hội., 2002 Tiếng Anh: [5] Jesse Liberty Programing C# Publisher: O'Reilly, First Edition July 2001, ISBN: 0-596-00117-7, 680 tr Trang Web: [6] Wikipedia www.wikipedia.org/wiki/ [7] Trang web: www.codeproject.com [8] Trang web: http://duriangroup.wordpress.com [9] Trang web: http://dot.net.vn [10] Trang web: http://congdongcviet.com/ ... vùng màu trắng thỏa điều kiện : - 75 < chiều cao / chiều ngang < 0.91 - 6000 ≤ S_pixel_trắng ≤ 61000 - S_pixel_trắng / S_biển số ≤ 0.7 Với : - Chiều cao H { H = start(i).Boundingbox(4) } Chiều... thực luận văn cịn phụ thuộc vào thơng số camera sử dụng Một camera kỹ thuật số có độ phân giải cao gắn cách xa trụ đèn tín hiệu giao thơng để chụp ảnh phương tiện từ phía sau để phân tách biển... thường không thống không ổn định.Các công cụ thương mại Matlab, Simulink, Halcon, … lại có giá cao thích hợp cho công ty phát triển ứng dụng lớn.Ngồi cịn có giải pháp kèm theo thiết bị phần cứng