Đo tốc độ xe ô tô chuyển động bằng camera: luận văn thạc sĩ

http:123link.proV8C5Nội dung của luận văn: Chương 1: Tổng quan về tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến camera đo tốc độ, mục tiêu đề tài và giới hạn của đề tài; Chương 2: Trình bày một số kiến thức cơ bản về xử lý ảnh, theo vết đối tượng, phương pháp trừ nền, thư viện openCV; Chương 3: Phân tích thiết kế hệ thống, trình bày phương pháp đo tốc độ xe, xây dựng chương trình đo tốc độ xe chuyển động qua camera; Chương 4: Trình bày quá trình thử nghiệm, nhận xét đánh giá kết quả đạt được; Kết luận và hướng phát triển: Kết luận kết quả đạt được của luận văn và đề ra hướng phát triển trong tương lai.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG *** ĐẶNG MINH QUANG ĐO TỐC ĐỘ XE Ô TƠ CHUYỂN ĐỘNG BẰNG CAMERA Chun ngành: Cơng Nghệ Thơng Tin Mã số: 60.48.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS VŨ ĐỨC LUNG ĐỒNG NAI - NĂM 2017 i LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn tới Thầy PGS TS Vũ Đức Lung, người thầy tận tình hướng dẫn em trình thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô khoa Công nghệ thông tin, khoa Sau đại học Trường Đại học Lạc Hồng thầy cô tham gia giảng dạy cho lớp Cao học khóa hết lòng truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em thời gian học tập Trường Đại học Lạc Hồng, giúp chúng em học hỏi kiến thức chuyên ngành để áp dụng vào thực tực tiễn sống công việc sau Dù cố gắng để hồn thành luận văn, song khơng tránh khỏi sai sót Kính mong nhận nhận xét góp ý q thầy bạn để em hồn chỉnh đề tài tốt ii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu phát triển từ quan điểm thân hướng dẫn PGS TS Vũ Đức Lung Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Đồng Nai, tháng năm 2017 Học viên Đặng Minh Quang iii TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA SAU ĐẠI HỌC ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ TÓM TẮT LUẬN VĂN (Dùng cho học viên người hướng dẫn) Đề tài: Đo tốc độ xe ô tô chuyển động camera Ngành: Công nghệ thông tin Mã số: 60.48.02.01 Học viên: Đặng Minh Quang Người hướng dẫn: PGS TS Vũ Đức Lung NỘI DUNG TÓM TẮT Nội dung giao kết mong đợi người hướng dẫn a Nội dung giao: - Tìm hiểu cơng trình khoa học có liên quan nhằm xác định xem toán tác giả nước giải để áp dụng vào xây dựng luận văn - Nghiên cứu lý thuyết liên quan xử lý ảnh, nhận dạng theo vết đối tượng, phương pháp trừ nền, phương pháp tính vận tốc dựa vào hình ảnh Tìm hiểu thư viện OpenCV làm tảng xây dựng chương trình thử nghiệm Tiến hành thử nghiệm, so sánh đánh giá kết đạt - Viết báo khoa học b Kết mong đợi người hướng dẫn: - Kết lý thuyết: Trình bày phương pháp theo vết phát đối tượng, phương pháp tính vận tốc - Kết thực nghiệm: Cài đặt sử dụng OpenCV Xây dựng chương trình đo tốc độ xe ô tô chuyển động Cách thức giải vấn đề NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Nghiên cứu phương pháp theo vết Tìm hiểu tài liệu, cơng trình khoa phát đối tượng, phương pháp học có liên quan tính vận tốc iv Thư viện OpenCV Tiến hành tìm hiểu OpenCV: cấu trúc, ứng dụng, chức năng, cài đặt cấu hình cho Windows Visual Studio Chương trình demo Xây dựng chương trình demo dựa thư viện OpenCV Chương trình xây dựng tảng C++ lập trình giao diện đồ họa MFC Đánh giá mặt khoa học kết a Kết đạt Qua trình tìm hiểu, nghiên cứu xây dựng chương trình đo tốc độ xe tơ chuyển động camera, luận văn đạt vấn đề sau:  Tìm hiểu sở lý thuyết tảng  Tìm hiểu phương pháp theo vết phát đối tượng, phương pháp tính vận tốc  Tìm hiểu thư viện OpenCV, cài đặt cấu hình cho Windows Visual Studio  So sánh đánh giá kết đo tốc độ b Đóng góp luận văn  Hệ thống hố lý thuyết kỹ thuật trừ nền, phương pháp phát theo vết đối tượng, phương pháp tính vận tốc  Xây dựng chương trình thực nghiệm đo tốc độ xe ô tô chuyển động camera dựa thị giác máy tính, xử lý ảnh máy học Những vấn đề tồn so với nội dung giao (nếu có) - Chưa có báo khoa học Ngày 02 tháng năm 2017 NGƯỜI HƯỚNG DẪN Vũ Đức Lung HỌC VIÊN Đặng Minh Quang v MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Tóm tắt luận văn Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, sơ đồ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Tổng quan tình hình ngồi nước .1 1.3 Mục đích đề tài 1.4 Giới hạn đề tài CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu xử lý ảnh 2.1.1 Tổng quan hệ thống xử lý ảnh 2.1.2 Một số khái niệm 2.2 Phương pháp phát đối tượng chuyển động (Các kĩ thuật trừ camera giám sát) 2.2.1 Phát đối tượng chuyển động ? 2.2.2 Phát vùng ảnh .8 2.2.3 Xử lý vùng ảnh 2.2.4 Các kỹ thuật trừ ảnh .9 2.2.5 Một số kỹ thuật trừ .13 2.2.6 Kỹ thuật trừ nâng cao 14 2.3 Phương pháp theo vết đối tượng 16 2.3.1 Theo vết đối tượng .16 2.3.2 Quy trình theo vết đối tượng 17 2.4 Giới thiệu OpenCV 19 2.4.1 Tổng quan OpenCV 19 vi 2.4.2 Cấu trúc OpenCV 19 2.4.3 Các ứng dụng OpenCV 20 2.4.4 Chức OpenCV .20 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG 21 3.1 Phát biểu toán 21 3.2 Phương pháp tính vận tốc 21 3.2.1 Xác định vận tốc dựa vào phương pháp luồng quang (optical flow) 21 3.2.2 Xác định vận tốc dựa vào phương pháp khung đo .21 3.3 Xây dựng chương trình 24 3.3.1 Sơ đồ khối .24 3.3.2 Công cụ thực 26 CHƯƠNG 4: THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 28 4.1 Thử nghiệm 28 4.1.1 Thiết lập cấu hình 28 4.1.2 Dữ liệu thực nghiệm .28 4.1.3 Quá trình kết thực nghiệm .29 4.2 Đánh giá kết 36 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Thuật ngữ CCIR Consultive Committee for International Radio CCD Charge Coupled Device OpenCV Open Source Computer Vision Library CUDA Compute Unified Device Architecture GMM General Method of Moments Rađa Radio Detection and Ranging LPR License Plate Recognition SaaS Software-as-a-Service MOG Mixture of Gaussians MFC Microsoft Foundation Class viii DANH MỤC BẢNG Bảng Kết vận tốc đo từ chương trình demo 31 Bảng Vận tốc đo cầu vượt metro đường Nguyễn Ái Quốc xuất từ hệ thống giám sát giao thơng hình ảnh 33 Bảng Vận tốc đo D2D đường Võ Thị Sáu xuất từ hệ thống giám sát giao thơng hình ảnh 35 Bảng So sánh vận tốc từ camera bắn tốc độ thật vận tốc đo 35 ix DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ Hình Quá trình xử lý ảnh Hình 2 Các giai đoạn xử lý ảnh Hình Tổng quan khối xử lý toán phát đối tượng Hình Phát vùng ảnh Hình Quy trình theo vết đối tượng 17 Hình Mơ hình khung đo 22 Hình Tỷ lệ chiều dài thực chiều dài khung đo 22 Hình 3 Tính vận tốc trung bình giai đoạn 23 Hình Minh họa xác định đối tượng 25 Hình Giao diện chương trình mở 26 Hình Giao diện chương trình chạy video 27 Hình Camera quay quét 28 Hình Hình ảnh thơng số file video vothisau.mp4 28 Hình Hình ảnh thơng số file video vothisau.mp4 29 Hình 4 Phát theo vết đối tượng chuyển động 30 Hình Kết thử nghiệm đo tốc độ 30 Hình Giao diện chương trình thực tế hệ thống 32 Hình Danh sách xe vi phạm tốc độ trích xuất 32 Sơ đồ Lưu đồ hoạt động 24 Sơ đồ Lưu đồ thuật tốn tính khoảng cách di chuyển đối tượng 25 26 3.3.2 Công cụ thực Sử dụng công cụ lập trình Visual Studio 2015 thư viện OpenCV Chương trình demo viết ngơn ngữ C++ lập trình giao diện đồ họa MFC Visual Studio 2015 Dựa yêu cầu thực tế để đo tốc độ xe chuyển động camera chương trình cần phải có chức như: lấy liệu đầu vào tập tin video có sẵn, dựa vào tập tin video chọn vị trí góc đặt camera để điều chỉnh thông số bao gồm: ngưỡng min, ngưỡng max, khung hình sau thiết lập thông số bật nút bắt đầu để hiển thị đoạn video khung hình bật đo tốc độ sau vẽ khung hình đoạn video xuất danh sách kết đo tốc độ Từ yêu cầu tác giả xây dựng chương trình có menu chức hình 3.5 Giao diện bao gồm: Khung hình để kết nối với camera, chế độ 01 khung hình Chọn liệu đầu vào: sử dụng video có sẵn Thiết lập thơng số cho chương trình Trạng thái: Bật bắt đầu để lấy video từ liệu nguồn Bật đo tốc độ sau vẽ khung hình Xuất danh sách xe đánh số, kết đo vận tốc thời gian (tính theo thời gian máy tính) Xóa danh sách Thông tin giới thiệu phần mềm Hình Giao diện chương trình mở 27 Trong chương trình thiết kế sử dụng phương pháp trừ trình bày mục [2.3.5] với kỹ thuật trừ khác biệt khung phương pháp đơn giản, chi phí tính tốn thấp, tốc độ thực thi thuật tốn nhanh Hình Giao diện chương trình chạy video Ở phần giao diện chương trình chạy video ta thấy có khung hình xanh, khung hình đỏ, số màu xanh chữ số màu trắng chúng có tác dụng gì? - Với khung hình xanh: ✓ Để vẽ khung hình ta cần bấm nút ctrl + chuột trái từ điểm đầu đến điểm liền kề, để bỏ khung hình ta bấm nút ctrl + chuột phải Khi bỏ khung hình chương trình khơng đo tốc độ đối tượng ✓ Mục đích khung: Thứ dùng để xác định đoạn xe vào, đồng thời giới hạn đối tượng đối tượng vùng đo tốc độ ngược lại; mục đích thứ hai để bật đo tốc độ đối tượng cần phải vẽ khung hình - Khung màu đỏ có tác dụng nhận dạng, theo vết đối tượng có chuyển động sau đối tượng đánh số màu xanh số thứ tự đo tốc độ hiển thị chữ số màu trắng 28 CHƯƠNG 4: THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 4.1 Thử nghiệm 4.1.1 Thiết lập cấu hình Chương trình demo xây dựng hệ thống với thông số sau: - Máy laptop ASUS X550LA ✓ Bộ xử lý Intel Core i5, 2.30 GHz, 8GB RAM ✓ Hệ điều hành Windows 10 64bit - File video lấy từ máy chủ đặt Cơng an TP Biên Hòa - Camera quay quét (panasonic) thực tế hình 4.1 đặt 02 điểm: 01 cầu vượt Metro (đường Nguyễn Ái Quốc), 01 D2D (đường Võ Thị Sáu) (Nguồn: http://ngaydem.vn/camera-giam-sat/camera-ip-speed-dome-quay-quetpanasonic-wv-sw397b/) Hình Camera quay quét 4.1.2 Dữ liệu thực nghiệm Trong luận văn sử dụng liệu 02 tập tin video để thử nghiệm Dữ liệu thứ tập tin video cauvuotmetro.mp4 đường Nguyễn Ái Quốc, liệu thứ hai tập tin video vothisau.mp4 D2D đường Võ Thị Sáu Dữ liệu lấy từ máy chủ đặt Cơng an TP Biên Hòa Hình Hình ảnh thơng số file video vothisau.mp4 29 Hình Hình ảnh thơng số file video vothisau.mp4 4.1.3 Quá trình kết thực nghiệm 4.1.3.1 Quá trình thực nghiệm Địa điểm thực nghiệm 02 vị trí có gắn camera (01 cầu vượt Metro đường Nguyễn Ái Quốc 01 khu D2D đường Võ Thị Sáu), camera ghi hình đặt độ cao 6m, có tốc độ ghi 29fps/giây, kích thước video 800x600 với định dạng file mp4 Chiều dài đo đạt vùng nhận dạng ước lượng 12m Thực cách sử dụng camera đặt 02 vị trí để ghi hình lại tất xe chạy qua sau dùng chương trình demo sử dụng file ghi hình để thử nghiệm bao gồm phần sau: - Phát đối tượng chuyển động: cho thấy hình khoanh vùng đối tượng chuyển động - Theo vết đối tượng: Mỗi xe gán 01 ID theo vết xe - Đo tốc độ: Có thể đo tốc độ hiển thị kết lên chương trình demo 4.1.3.2 Kết thử nghiệm Trong luận văn kết thử nghiệm trình bày theo 02 loại thử nghiệm: 01 thử nghiệm phát đối tượng chuyển động theo vết đối tượng, 02 thử nghiệm đo tốc độ hiển thị kết lên chương trình - Thử nghiệm phát đối tượng chuyển động theo vết đối tượng 30 Hình 4 Phát theo vết đối tượng chuyển động Khi sử dụng chương trình đối tượng chuyển động khoảng frame hình 4.4 chương trình phát 02 đối tượng chuyển động, 01 xe máy 01 xe ô tô Các đối tượng phát vẽ hình vng - chữ nhật bao quanh màu đỏ theo vết đối tượng đánh số ID theo thứ tự hiển thị màu xanh - Thử nghiệm đo tốc độ Hình Kết thử nghiệm đo tốc độ 31 Trong phần thử nghiệm hình 4.5 ta thấy sau đối tượng phát vẽ hình vng - chữ nhật bao quanh màu đỏ đánh số ID màu xanh nằm khung giới hạn màu xanh đo tốc độ hiển thị kết màu trắng Do 01 xe tơ hiển thị kết đo 01 xe mơ tơ khơng hiển thị kết Bảng Kết vận tốc đo từ chương trình demo 02 địa điểm trình bày mục [4.1.3.1] Stt 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Địa điểm Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Ngày tháng năm 24/5/2017 24/5/2017 24/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 24/5/2017 24/5/2017 24/5/2017 24/5/2017 24/5/2017 24/5/2017 24/5/2017 24/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 25/5/2017 Thời gian 06:12:20 08:27:30 11:58:33 00:28:58 01:25:21 01:37:36 05:16:52 05:16:54 05:38:02 05:49:38 11:53:57 12:28:14 12:47:20 14:00:49 14:14:31 14:17:14 14:22:55 15:08:30 15:12:30 15:16:31 15:30:33 05:44:00 05:50:38 06:15:19 06:15:21 11:58:11 12:21:44 12:50:51 13:56:52 13:54:29 Vận tốc tính tốn v’ (km/h) 51 56 66 75 60 50 59 60 75 69 50 66 67 63 60 62 62 67 66 74 69 67 61 70 75 72 60 59 62 70 4.1.3.3 So sánh kết Để so sánh kết luận văn sử dụng Hệ thống giám sát vi phạm giao thơng hình ảnh địa bàn thành phố Biên Hòa - Đồng Nai [6] giao diện chương trình hình 4.6 đồng thời trích xuất danh sách xe vi phạm tốc độ hình 4.7 bảng [2], [3] vận tốc đo máy bắn tốc độ CSGT hệ thống 02 32 điểm Võ Thị Sáu, Nguyễn Ái Quốc Sau dựa vào kết đo tốc độ so sánh với kết đo tốc độ chương trình bảng [1] cho kết cần so sánh bảng [4] Hình Giao diện chương trình thực tế hệ thống Hình Danh sách xe vi phạm tốc độ trích xuất 33 Bảng Vận tốc đo cầu vượt metro đường Nguyễn Ái Quốc xuất từ hệ thống giám sát giao thơng hình ảnh Stt 10 11 12 13 14 15 16 Địa điểm giám sát Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Hướng giám sát Sài Gòn - Biên Hòa (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Sài Gòn - Biên Hòa (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Sài Gòn - Biên Hòa (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Loại xe Tốc độ (km/h) Tốc độ giới hạn (km/h) Số km/h vi phạm Ngày Giờ Làn xe 25/05/2017 17:17:03 Làn XE ÔTÔ 61A00432 84 60 24 25/05/2017 15:48:05 Làn XE ÔTÔ 60A35190 71 60 11 25/05/2017 14:19:21 Làn XE ÔTÔ 65A06835 85 60 25 25/05/2017 14:05:26 Làn XE ÔTÔ 51F14939 77 60 17 25/05/2017 13:54:29 Làn XE ÔTÔ 61A19655 75 60 15 25/05/2017 13:56:52 Làn XE ÔTÔ 60A14834 68 60 25/05/2017 12:50:51 Làn XE ÔTÔ 60V2888 66 60 25/05/2017 12:21:44 Làn XE ÔTÔ 61A21083 67 60 25/05/2017 11:58:11 Làn XE ÔTÔ 63A00455 80 60 20 25/05/2017 11:11:11 Làn XE ÔTÔ 51F77504 66 60 25/05/2017 08:59:33 Làn XE ÔTÔ 56S-4938 66 60 25/05/2017 06:15:21 Làn XE ÔTÔ 60A22374 66 60 25/05/2017 06:15:19 Làn XE ÔTÔ 60A34561 71 60 11 25/05/2017 05:50:38 Làn XE ÔTÔ 60A24051 67 60 25/05/2017 05:44:00 Làn XE ÔTÔ 60A32772 66 60 25/05/2017 02:28:09 Làn XE ÔTÔ 51F24540 68 60 Biển số 34 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Sài Gòn - Biên Hòa (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Sài Gòn - Biên Hòa (3 xe Ơtơ) Sài Gòn - Biên Hòa (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Sài Gòn - Biên Hòa (3 xe Ơtơ) Sài Gòn - Biên Hòa (3 xe Ơtơ) Sài Gòn - Biên Hòa (3 xe Ơtơ) 25/05/2017 02:02:54 Làn XE ÔTÔ 60C1364 78 60 18 25/05/2017 00:06:34 Làn XE ÔTÔ 60A25319 81 60 21 24/05/2017 16:13:21 Làn XE ÔTÔ 60C5699 81 60 21 24/05/2017 16:03:57 Làn XE ÔTÔ 51A19527 67 60 24/05/2017 16:09:44 Làn XE ÔTÔ 60A00899 73 60 13 24/05/2017 15:30:33 Làn XE ÔTÔ 60S-4798 74 60 14 24/05/2017 15:16:31 Làn XE ÔTÔ 51F41833 80 60 20 24/05/2017 15:12:30 Làn XE ÔTÔ 50LD02376 70 60 10 24/05/2017 15:08:30 Làn XE ÔTÔ 60A01232 70 60 10 24/05/2017 14:22:55 Làn XE ÔTÔ 51F43508 68 60 24/05/2017 14:17:14 Làn XE ÔTÔ 80B8379 68 60 24/05/2017 14:14:31 Làn XE ÔTÔ 60A00131 67 60 24/05/2017 14:00:49 Làn XE ÔTÔ 60A02812 66 60 24/05/2017 13:15:06 Làn XE ÔTÔ 51D02394 70 60 10 24/05/2017 12:44:32 Làn XE ÔTÔ 71C00059 71 60 11 24/05/2017 12:14:31 Làn XE ÔTÔ 60A34032 68 60 24/05/2017 08:27:52 Làn XE ÔTÔ 56P-0782 66 60 24/05/2017 08:14:17 Làn XE ÔTÔ 60A31106 70 60 10 35 Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc Đường Nguyễn Ái Quốc 35 36 37 Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) Biên Hòa - Sài Gòn (3 xe Ơtơ) 24/05/2017 07:34:47 Làn XE ÔTÔ 60A00341 70 60 10 24/05/2017 06:31:20 Làn XE ÔTÔ 60A28587 66 60 24/05/2017 05:59:15 Làn XE ÔTÔ 60A17643 68 60 Bảng Vận tốc đo D2D đường Võ Thị Sáu xuất từ hệ thống giám sát giao thông hình ảnh Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) Võ Thị Sáu (D2D) 10 11 12 13 Võ Thị Sáu Phan Trung Phan Trung - Võ Thị Sáu Võ Thị Sáu Phan Trung Phan Trung - Võ Thị Sáu Phan Trung - Võ Thị Sáu Phan Trung - Võ Thị Sáu Phan Trung - Võ Thị Sáu Phan Trung - Võ Thị Sáu Phan Trung - Võ Thị Sáu Phan Trung - Võ Thị Sáu Võ Thị Sáu Phan Trung Võ Thị Sáu Phan Trung Võ Thị Sáu Phan Trung 25/05/2017 12:47:20 25/05/2017 12:28:14 25/05/2017 11:53:57 25/05/2017 05:49:38 25/05/2017 05:38:02 25/05/2017 05:16:54 25/05/2017 05:16:52 25/05/2017 01:37:36 25/05/2017 01:25:21 25/05/2017 00:28:58 24/05/2017 11:58:33 24/05/2017 08:27:30 24/05/2017 06:12:20 Làn Làn Làn Làn Làn Làn Làn Làn Làn Làn Làn Làn Làn XE ÔTÔ XE ÔTÔ XE ÔTÔ XE ÔTÔ XE ÔTÔ XE ÔTÔ XE ÔTÔ XE ÔTÔ XE ÔTÔ XE ÔTÔ XE ÔTÔ XE ÔTÔ XE ÔTÔ 60A21524 60A30050 85A00425 60A23914 60A08305 60A31417 51A23437 51F60888 60A26465 60A32314 51F51196 12V1111 49B0089 56 50 57 50 56 50 61 50 11 67 50 17 56 50 56 50 56 50 63 50 13 70 50 20 60 50 10 59 50 57 50 Bảng Kết so sánh vận tốc từ camera bắn tốc độ thật CSGT vận tốc đo chương trình Võ Thị Sáu (D2D) 24/5/2017 06:12:20 Tốc độ đo máy bắn tốc độ CSGT v (km/h) 57 Võ Thị Sáu (D2D) 24/5/2017 08:27:30 59 56 5,1% Võ Thị Sáu (D2D) 24/5/2017 11:58:33 60 66 10,0% Võ Thị Sáu (D2D) 25/5/2017 00:28:58 70 75 7,1% Stt Địa điểm Ngày tháng năm Thời gian Sai số tốc độ đo Tốc độ đo hệ thống v’ (km/h) /v)*100% 51 10,5% ( v-v’ 36 Võ Thị Sáu (D2D) 25/5/2017 01:25:21 63 60 4,8% Võ Thị Sáu (D2D) 25/5/2017 01:37:36 56 50 10,7% Võ Thị Sáu (D2D) 25/5/2017 05:16:52 56 59 5,4% Võ Thị Sáu (D2D) 25/5/2017 05:16:54 56 60 7,1% Võ Thị Sáu (D2D) 25/5/2017 05:38:02 67 75 11,9% 10 Võ Thị Sáu (D2D) 25/5/2017 05:49:38 61 69 13,1% 11 Võ Thị Sáu (D2D) 25/5/2017 11:53:57 56 50 10,7% 12 Võ Thị Sáu (D2D) 25/5/2017 12:28:14 57 66 15,8% 13 Võ Thị Sáu (D2D) 25/5/2017 12:47:20 56 67 19,6% 14 Đường Nguyễn Ái Quốc 24/5/2017 14:00:49 66 63 4,5% 15 Đường Nguyễn Ái Quốc 24/5/2017 14:14:31 67 60 10,4% 16 Đường Nguyễn Ái Quốc 24/5/2017 14:17:14 68 62 8,8% 17 Đường Nguyễn Ái Quốc 24/5/2017 14:22:55 68 62 8,8% 18 Đường Nguyễn Ái Quốc 24/5/2017 15:08:30 70 67 4,3% 19 Đường Nguyễn Ái Quốc 24/5/2017 15:12:30 70 66 5,7% 20 Đường Nguyễn Ái Quốc 24/5/2017 15:16:31 80 74 7,5% 21 Đường Nguyễn Ái Quốc 24/5/2017 15:30:33 74 69 6,8% 22 Đường Nguyễn Ái Quốc 25/5/2017 05:44:00 66 67 1,5% 23 Đường Nguyễn Ái Quốc 25/5/2017 05:50:38 67 61 9,0% 24 Đường Nguyễn Ái Quốc 25/5/2017 06:15:19 66 70 6,1% 25 Đường Nguyễn Ái Quốc 25/5/2017 06:15:21 71 75 5,6% 26 Đường Nguyễn Ái Quốc 25/5/2017 11:58:11 80 72 10,0% 27 Đường Nguyễn Ái Quốc 25/5/2017 12:21:44 67 60 10,4% 28 Đường Nguyễn Ái Quốc 25/5/2017 12:50:51 66 59 10,6% 29 Đường Nguyễn Ái Quốc 25/5/2017 13:56:52 68 62 8,8% 30 Đường Nguyễn Ái Quốc 25/5/2017 13:54:29 75 70 6,7% Trung bình 8,6% Như kết ta thấy sai số tốc độ trung bình chương trình với máy bắn tốc độ CSGT 8,6%, hay độ xác so với thực tế đạt khoảng 90% 4.2 Đánh giá kết Phương pháp đo tốc độ ô tô chuyển động camera tận dụng camera có sẵn đo nhiều đường so với camera bắn tốc độ truyền thống (01 đường là: 01 camera 01 súng bắn tốc độ) Tuy nhiên sử dụng chương trình demo để đo vận tốc cho kết đo so với thực tế xác khoảng 90%, theo tơi có ngun nhân sau: 37 - Các vị trí camera đặt góc độ khác dẫn đến việc dự đốn vị trí lưu vết di chuyển đối tượng khơng xác - Những đối tượng lớn (xe tải thùng) chương trình demo nhận dạng khơng xác dẫn đến vận tốc đo chưa - Việc tính tốn vận tốc cho chuyển động thẳng gian 2D (chiều x,y) khơng xác đối tượng chuyển động theo quỹ đạo khác Từ kết cho độ xác lên đến 90% với kết ứng dụng luận văn vào thực tiễn nhiên để ứng dụng vào thực tiễn cần phải cải thiện thêm nhiều mặt như: thuật toán trừ nâng cao để tăng độ xác tính tốn tích hợp thêm phần chụp nhận dạng biển số xe để làm chứng đối chiếu khâu xử phạt hành đồng thời ứng dụng thuật tốn để tính tốn vận tốc đo tốc độ thơng qua camera với thời gian thực để xử phạt trực tiếp phương tiện vi phạm giao thông 38 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Về mặt lý thuyết, luận văn hồn thành việc tìm hiểu lý thuyết phục vụ cho toán đo tốc độ xe ô tô chuyển động camera như: Tìm hiểu sử dụng thư viện OpenCV, hiểu khái niệm xử lý ảnh, thuật toán theo vết đối tượng, chuyển động phương pháp trừ cách thức xác định vận tốc ô tô chuyển động Về thực tiễn, luận văn hoàn thành mục tiêu đề là: Phát truy vết đối tượng qua frame video, xác định vận tốc đối tượng chuyển động, hoàn thành cài đặt chạy thành cơng thuật tốn nghiên cứu phần lý thuyết, thực việc so sánh kết quả, độ xác chưa cao kết chấp nhận Hướng phát triển: Trong trình thực đề tài, hạn chế trình độ thời gian thực đề tài có hạn, chương trình xây dựng phần demo thuật toán xác định vận tốc đối tượng chuyển động Để triển khai thực tế, đòi hỏi cần phải phát triển thêm phần sau: + Loại bỏ thuộc tính nhiễu, tăng tốc độ tính tốn thời gian chạy chương trình + Xác định đối tượng chuyển động thông qua camera với thời gian thực + Ứng dụng thuật tốn để tính tốn vận tốc đo tốc độ thơng qua camera với thời gian thực + Ứng dụng thuật toán nhận dạng biển số xe để chụp biển số xe vi phạm + Lấy thơng số camera vào chương trình như: khung hình, độ phân giải… + Tìm hiểu thêm thuật tốn tính vận tốc, phương pháp trừ nâng cao để tính vận tốc đối tượng xác + Xây dựng hệ thống truyền liệu (wifi, 3G) từ trung tâm đến điểm chốt giao thông (thông qua phần mềm thứ ba) TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT: [1] Đỗ Năng Toàn, Phạm Việt Bình (2017), “Giáo trình Xử lý ảnh”, Đại học Thái Nguyên [2] Ngô Đức Vĩnh (2016), “Kỹ thuật xử lý vùng quan sát phát bất thường đối tượng hệ thống camera giám sát”, luận án tiến sĩ, Viện Công nghệ thông tin - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam [3] Lâm Hữu Tuấn, Huỳnh Phụng Toàn, Trần Cao Đệ, Nguyễn Thị Hồng Nhung (2016), “Dự đoán hướng di chuyển xác định tốc độ xe qua camera quan sát”, Khoa Công nghệ thông tin & Truyền thông, Đại học Cần Thơ [4] Nguyễn Văn Trung (2012) “Xác định vận tốc đối tượng chuyển động qua camera”, tóm tắt luận văn thạc sĩ, Đại học Đà Nẵng [5] Nguyễn Thị Lan Hương (2006) “Phát hiện, phân loại, theo dõi đối tượng chuyển động hệ thống giám sát thơng minh”, khóa luận tốt nghiệp đại học, Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội [6] Công ty Vietnamtelecom (2014), “Hệ thống camera giám sát an ninh trật tự an tồn giao thơng địa bàn thành phố Biên Hòa - Đồng Nai” TÀI LIỆU TIẾNG ANH: [7] Sedat Dogan, Mahir Serhan Temiz and Sitki Kulur (2010), “Real Time Speed Estimation of Moving Vehicles from Side View Image from an Uncalibrated Video Camera” [8] Gloria Bueno Garcia, Oscar Deniz Suarez, published: March (2015), “Learning Image Processing with OpenCV” TÀI LIỆU ONLINE: [9] Real time object tracker in C http://www.codeproject.com/Articles/22243/Real-Time-Object-Tracker-in-C (truy cập 12/2016) [10] Simple vehicle counting https://github.com/andrewssobral/simple_vehicle_counting (truy cập 12/2016) [11] Armin Hinterwirth https://bitbucket.org/amphioxus/vehicletracker3 (truy cập 12/2016) [12] Vehicle speed tracking using OpenCV - Kenneth S Palacio Baus https://www.youtube.com/watch?v=66Pv5jnxUVI (truy cập 12/2016) [13] Speed Camera Detection System - Wittipan Image Processing https://www.youtube.com/watch?v=KV6CXdzmhNs (truy cập 12/2016) [14] Advanced Speed Camera with Tracking, Flow Analysis and Counting - traffikochannel https://www.youtube.com/watch?v=1Hpljc10gVM (truy cập 4/2017) ... để đo tốc độ xe ô tô chuyển động sau so sánh với kết có 1.4 Giới hạn đề tài Đối tượng nghiên cứu loại camera đo tốc độ loại phương tiện đường phố Giới hạn luận văn tập trung vào đo tốc độ chuyển. .. pháp đo tốc độ xe, xây dựng chương trình đo tốc độ xe chuyển động qua camera - Chương 4: Trình bày trình thử nghiệm, nhận xét đánh giá kết đạt - Kết luận hướng phát triển: Kết luận kết đạt luận văn. .. Technology với công nghệ (Smart - LPR) sản phẩm thương mại, có khả đọc biển số xe tự động, với tốc độ đo tối đa 180 km/h có độ xác 85% trở lên… Ở nước ta, nghiên cứu vấn đề đo tốc độ xe chuyển động qua