xác định vận tốc xe sử dụng camera giám sát

  Em xin cam đoan nội dung của đồ án “  !” không phải là bản sao chép của bất cứ đồ án hoặc công trình đã có từ trước. Nếu vi phạm em xin chịu mọi hình thức kỷ luật của Khoa. Đà Nẵng, ngày 4 tháng 6 năm 2013 Sinh viên thực hiện I  "#$%&%&'()#* Đồ án này được thực hiện bởi tất cả các thành viên trong nhóm, trong đó phần lí thuyết mỗi người làm riêng trừ chương cuối cùng là chương cài đặt và kết quả, 2 thành viên cùng thực hiện. Phân công nhiệm vụ được phân chia như sau: - ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++: Thực hiện phương pháp luồng quang học - ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++: Thực hiện phương pháp trừ nền Cả 2 cùng tham gia tìm hiểu phần hiệu chỉnh Camera và quay Video để thử nghiệm và đánh giá kết quả. Tuy thực hiện riêng các phương pháp nhưng cả 2 thành viên vẫn phải nắm vững tất cả các phương pháp, các kiến thức về lí thuyết cũng như trong chương trình mô phỏng. II  II  ,, III  V  -#,./'0..1. .2 34 .5678 ATM Automated teller machine AVI Audio Video Interleave Camshift Continue Adaptive Meanshift CCD Charge Couple Device CF CompactFlash CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor DVR Digital Video Recorder JPEG Joint Photographic Experts Group JPG Joint Photographic Group MMC Multimedia Card NVR Network Video Recorder PTZ Pan, Tilt, Zoom SD Secure Digital VI  VII  DANH MỤC BẢNG 9  :; <= .5<= . 2.1 Giải thuật Codebook 15 2.2 Thuật toán trừ nền với Codebook 17 2.3 So sánh hai hướng tiếp cận 22 2.4 Bảng giá trị sử dụng trong hàm bwconncomp 23 2.5 Bảng kết quả trả về của hàm bwconncomp 23 3.1 Mô tả các phương pháp hiệu chỉnh camera 29 4.1 Thông tin đoạn video chạy thử nghiệm(20km/h) 46 4.2 Kết quả truy vết đối tượng của phương pháp trừ nền(20km/h) 47 4.3 Kết quả truy vết đối tượng của phương pháp opticalflow(20km/h) 48 4.4 Khoảng cách di chuyển dist giữa các khung hình 50 4.5 Thống kê vận tốc của 2 phương pháp trong điều kiện ảnh nền tĩnh 50 4.6 Thống kê vận tốc của 2 phương pháp trong điều kiện ảnh nền động 51 VII  DANH MỤC HÌNH 9  :; > .5> . 1.1 Chuỗi các ảnh trong Video số 2 1.2 Máy ảnh Nikon coolpix s2600 3 1.3 Ứng dụng camera quan sát vào giao thông 6 1.4 Mô hình hệ thống camera quan sát Analog 7 1.5 Mô hình hệ thống camera quan sát IP 8 1.6 Mô hình hệ thống camera quan sát kết hợp Analog và IP 9 2.1 Kết quả thực hiện thuật toán Frame Difference 12 2.2 Kết quả thực hiện thuật toán Running Gaussian Average 13 2.3 Mô hình Codeword 16 2.4 Kết quả thực hiện thuật toán Codebook 17 3.1 Độ chính xác của đo lường tọa độ 3D 30 3.2 Độ chính xác của đo lường tọa độ 2D 31 3.3 Bàn cờ dùng cho hiệu chỉnh camera 32 3.4 Mô hình của hệ thống Camera Calibration 33 3.5 Tọa độ điểm p 34 3.6 Vòng tròn ngoài gương xuất hiện như một hình elip 35 4.1 Lưu đồ thuật toán xác định vận tốc 39 4.2 Lưu đồ thuật toán phương pháp trừ nền và phương pháp opticalflow 40 4.3 Giao diện công cụ hiệu chỉnh camera 41 4.4 Ảnh mẫu dùng để hiệu chỉnh camera 42 4.5 Kết quả tìm góc hình chữ nhật của hình mẫu thứ nhất 43 4.6 Kết quả tìm góc chữ nhật kèm theo trục x-y 44 4.7 Kết quả hiệu chỉnh camera 45 4.8 Hình tham chiếu trong phương pháp trừ nền 46 VIII  ! MỞ ĐẦU Với sự phát triển nhanh chóng của các loại máy móc hiện đại như máy ảnh số, máy quay số, máy vi tính, điện thoại đi động …thì lượng thông tin con người thu được dưới dạng hình ảnh là khá lớn. Để lượng thông tin này trở nên có ích hơn con người cần có các thao tác để tiến hành xử lý nó và từ đó tạo điều kiện cho sự phát triển không ngừng của các kỹ thuật xử lý hình ảnh. Xử lý ảnh là một trong những công nghệ được ứng dụng rộng rãi hiện nay trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội. Không chỉ dừng lại ở việc xử lý những vết nhèo, tái chế và phục hồi các ảnh cũ, ngày nay công nghệ xử lý ảnh đã mang lại những tiến bộ vượt bậc như nhận dạng vân tay, nhận dạng khuôn mặt, nhận dạng đối tượng…v.v khi nó kết hợp với lĩnh vực trí tuệ nhân tạo. Bên cạnh đó, hệ thống camera quan sát ngày càng được sử dụng một cách rộng rãi với mục đích trợ giúp cảnh sát, người tham gia giao thông tại các điểm nút giao thông, từ đó phát hiện người vi phạm. Hầm đường bộ ngày càng phổ biến ở nước ta, có vai trò lớn trong việc tích kiệm chi phí và an toàn cho người tham gia giao thông . Do đặc thù của hầm là ở dưới lòng đất nên việc quản lý xe qua lại rất khó khăn. Nên việc cảnh sát giao thông xử lý xe vi phạm trực tiếp ở trong hầm là không thể. Vì vậy việc xác định vận tốc của xe dựa vào video đã ghi lại phục vụ cho việc xử lý và quản lý xe vi phạm tốc độ chậm tại hầm đường bộ là điều cần thiết. Đây là ý tưởng để em lựa chọn đề tài “  !” cho đồ án tốt nghiệp này. ? ;@Agồm 4 chương, trình bày vấn đề xác định vận tốc xe trong hầm đường bộ dựa trên dữ liệu video thu được từ camera. - BCDA& E  :;F  ! Chương này trình bày khái niệm và tín hiệu của video số, khái niệm, các tính năng chủ chốt của camera và ứng dụng của hệ thống camera quan sát vào thực tế. IX [...]... pháp camera quan sát hiện nay sử dụng hai công nghệ chính là Camera quan sát công nghệ Analog (gọi tắt là Camera Analog) và Camera quan sát công nghệ IP (gọi tắt là Camera IP) Đặc điểm phân biệt chính của hai hệ thống Camera quan sát này như sau: Hình 1.3 Ứng dụng camera quan sát vào giao thông • Hệ thống camera quan sát Analog: Trang 18 Chương 1: Giới thiệu về video và camera giám sát Trong ứng dụng camera. .. trình bày hai phương pháp cơ bản để xác định đối tượng đó là - trừ nền và opticalflow, và phương pháp theo vết đối tượng là phân mảnh vùng Chương 3: Xác định vận tốc đối tượng chuyển động Chương này sẽ tìm hiểu các công cụ hiệu chỉnh camera, chủ yếu là công cụ - hiệu chỉnh camera, và phương pháp xác định vận tốc đối tượng Chương 4:Kết quả mô phỏng xác định vân tốc xe máy Đây là chương trọng tâm của... động của nó Camera có thể lập trình để hoạt động, nên có thể làm tất cả công việc Trang 17 Chương 1: Giới thiệu về video và camera giám sát -Camera có khả năng quan sát đêm: Khoảng cách quan sát của camera tùy thuộc vào công suất của đèn hồng ngoại, khoảng cách quan sát của camera dao động khoảng 10 ÷ 300m 1.3.4 Hệ thống Camera quan sát Ngày nay hệ thống Camera an ninh đã trở nên hết sức thông dụng đối... video và camera giám sát Page 12 Chương 1: Giới thiệu về video và camera giám sát CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ VIDEO VÀ CAMERA GIÁM SÁT 1.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG Trong chương này trình này các vấn đề: các khái niệm về Video số, tìm hiểu về tín hiệu video số, các ưu nhược điểm của video số, chuẩn video avi, các khái niệm, các tính năng cơ bản của camera số, các loại máy ảnh đang được sử dụng và ứng dụng của... đến video số với định dạng AVI 1.3 TỔNG QUAN VỀ CAMERA SỐ 1.3.1 Khái niệm về camera số Camera là một thiết bị ghi hình có thể ghi lại được những hình ảnh trong một khoảng thời gian nào đó và lưu trữ các dữ liệu hình ảnh này Với chức năng cơ bản là ghi hình, Camera được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực giám sát Một hệ thống Trang 14 Chương 1: Giới thiệu về video và camera giám sát các camera được đặt... được dùng khi ngụy trang để tránh bị phát hiện Tuy nhiên, khi sử dụng camera này cần phải đảm bảo tính hợp pháp -Box camera: là loại camera truyền thống, thường được sử dụng trong siêu thị Đây là loại camera có giá thành rẻ Camera được bảo vệ trong hộp để bảo vệ trước tác động phá hoại hay điều kiện môi trường - Camera PTZ (Pan, Tilt, Zoom): Camera với tính năng hỗ trợ quét dọc, quét ngang,phóng to, thu... thống camera quan sát IP Trang 20 Chương 1: Giới thiệu về video và camera giám sát Các tín hiệu camera IP được truyền đi qua Internet cũng tương tự với cách mà một tín hiệu DVR thực hiện Tuy nhiên, mỗi một Camera IP là một luồng tín hiệu riêng biệt và có địa chỉ IP hoặc cổng riêng của mình Điều này có thể ảnh hưởng rất nhiều đến băng thông sử dụng khi quan sát từ xa • Hệ thống camera quan sát kết hợp Analog... Analog và Ip: Một giải pháp tốt hơn có thể được sử dụng để giải quyết vấn đề trên là giải pháp kết hợp giữa việc sử dụng công nghệ analog và IP Giải pháp kết hợp các lợi ích và lợi thế của công nghệ giám sát analog và kỹ thuật số Phương pháp này cho phép bạn sử dụng một sự kết hợp của camera analog và camera IP, đầu ghi hình kỹ thuật số (DVR), và máy chủ camera IP Giải pháp mạnh mẽ này là hoàn hảo cho... tượng và người xem Do đó luồng quang học có thể cung cấp các thông tin quan trọng về tổ chức không gian của các đối tượng xem và sắp xếp tốc độ thay đổi này[5] Tính toán lưu lượng quang học khác biệt ở hai giai đoạn: • Đo đạt các cường độ dẫn xuất không – thời gian (Tương đương với xác định vận tốc thông thường đối với các cấu trúc cường độ cục bộ) • Tích hợp vận tốc bình thường vào vận tốc đầy đủ Phương... nhiên nó có hệ số an toàn không cao bởi nó sử dụng sóng vô tuyến để truyền tín hiệu nên sóng của nó dễ bị thu hoặc dễ bị nhiễu bởi các nguồn sóng khác Camera không dây được sử dụng để lắp đặt tại các khu vực có địa hình phức tạp Đối với khoảng cách xa hàng ngàn mét cần phải sử dụng các thiết bị đặc biệt hoạt động ở tần số cao và giá thành đắt - Camera mạng (IP camera) : được kết nối trực tiếp vào mạng, . hơn. Giải pháp camera quan sát hiện nay sử dụng hai công nghệ chính là Camera quan sát công nghệ Analog (gọi tắt là Camera Analog) và Camera quan sát công nghệ IP (gọi tắt là Camera IP). Đặc. Tuy nhiên, khi sử dụng camera này cần phải đảm bảo tính hợp pháp. -Box camera: là loại camera truyền thống, thường được sử dụng trong siêu thị. Đây là loại camera có giá thành rẻ. Camera được bảo. s2600 3 1.3 Ứng dụng camera quan sát vào giao thông 6 1.4 Mô hình hệ thống camera quan sát Analog 7 1.5 Mô hình hệ thống camera quan sát IP 8 1.6 Mô hình hệ thống camera quan sát kết hợp Analog