基于線(xiàn)陣CCD的交通信息采集和檢測系統設計與實(shí)現

2 系統功能
基于線(xiàn)陣CCD的交通信息采集和檢測系統具有以下功能：
(1)視頻觸發(fā)功能
當車(chē)輛進(jìn)入第一個(gè)線(xiàn)陣CCD相機視場(chǎng)范圍時(shí)，系統能夠自動(dòng)檢測到車(chē)輛存在，并產(chǎn)生抓拍信號，抓拍車(chē)輛牌照的近景圖像，并啟動(dòng)牌照識別模塊，獲得該車(chē)輛的車(chē)牌號。當車(chē)輛離開(kāi)第一個(gè)線(xiàn)陣CCD相機視場(chǎng)范圍后，系統能夠自動(dòng)檢測到車(chē)輛消失，并產(chǎn)生車(chē)輛結束信號，啟動(dòng)測速模塊，計算該車(chē)輛的速度。
(2)瞬時(shí)速度檢測功能
本系統通過(guò)檢測車(chē)輛的斷面，計算車(chē)輛的瞬時(shí)速度。利用車(chē)輛前端通過(guò)第一個(gè)線(xiàn)陣CCD相機和通過(guò)第二個(gè)線(xiàn)陣CCD相機的時(shí)間差計算該車(chē)輛的瞬間速度，因為兩個(gè)線(xiàn)陣CCD之間的距離是固定不變的。這個(gè)速度即可作為車(chē)輛通過(guò)該檢測斷面的瞬時(shí)速度。
(3)超速實(shí)時(shí)處罰功能
本系統的實(shí)時(shí)處罰功能主要利用安裝在收費出口處的牌照識別子系統對通過(guò)車(chē)輛進(jìn)行牌照自動(dòng)識別，當超速車(chē)輛通過(guò)收費站時(shí)，管理子系統根據從測速子系統得到的超速車(chē)輛信息和收費出口處的牌照信息進(jìn)行比對，如果是超速車(chē)輛，本系統會(huì )自動(dòng)報警，提醒執法人員對違章車(chē)輛進(jìn)行就地處罰。
(4)車(chē)型識別和交通量統計功能
本系統可以由線(xiàn)陣CCD相機的成像結果和車(chē)速計算出車(chē)長(cháng)，以確定車(chē)型(對于本系統，車(chē)長(cháng)=速度×成像線(xiàn)數／1 000)。此外，可以利用數據庫對交通量進(jìn)行分時(shí)段或分車(chē)型統計。
(5)車(chē)輛通行記錄功能
本系統可實(shí)現對過(guò)往車(chē)輛的記錄功能，每條記錄包括車(chē)輛的牌照號、狀態(tài)(例如是否超速)、行車(chē)道、通過(guò)時(shí)間等信息，并可通過(guò)通行記錄界面觀(guān)看到車(chē)輛的遠景和近景圖片，可以為處罰提供有力的證據。

3 主要關(guān)鍵技術(shù)
3．1 基于圖像紋理的車(chē)輛存在檢測算法
線(xiàn)陣CCD每次成像為道路段面的一條線(xiàn)，為了保證檢測結果的實(shí)時(shí)性，要求對采集數據逐線(xiàn)處理，而常規的視頻檢測算法都是基于一幀面陣圖像的，因此，需要設計出適用于線(xiàn)陣CCD圖像的車(chē)輛檢測算法。
本系統采用基于圖像紋理的車(chē)輛存在檢測算法，包括基于圖像紋理特征的二值化算法和車(chē)輛分割算法兩部分。其基本思想如下：
利用小波變換提取路面的紋理特征，然后對采集的每線(xiàn)數據進(jìn)行二值化，并在此基礎上，逐線(xiàn)進(jìn)行車(chē)輛分割。圖4(a)所示為白天采集的線(xiàn)陣CCD圖像，由于太陽(yáng)照射的影響，圖像中存在車(chē)輛陰影。采用基于圖像紋理特征的二值化算法處理效果如圖4(b)所示，去除了陰影的干擾，圖4(c)為車(chē)輛分割效果，可見(jiàn)本算法能夠有效抑制陰影對車(chē)輛分割的影響，具有較好的分割效果。