Ứng dụng xử lý ảnh cải tiến hệ thống điều khiển đèn tín hiệu giao thông tại nút giao thông: Đề tài nghiên cứu

B GIÁO DC VÀ ĐÀO TO

ĐI HC ĐÀ NNG

PHAN ĐÌNH TRUNG

NG DNG X LÝ NH CI TIN H THNG

ĐIU KHIN ĐÈN TÍN HIU GIAO THÔNG

TI NÚT GIAO THÔNG

Chuyên ngành: T ñng hóa

Mã s: 60.52.60

TÓM TT LUN VĂN THC SĨ K THUT

Đà Nng, Năm 2012

Công trình ñưc hoàn thành ti

ĐI HC ĐÀ NNG

Ngưi hưng dn khoa hc: PGS.TS. LÊ THÀNH BC

Phn bin 1: PGS.TS. NGUYN HNG ANH

Phn bin 2: TS. LÊ TN DUY

Lun văn ñưc bo v ti Hi ñng chm Lun văn tt

nghip thc sĩ k thut hp ti Đi hc Đà Nng vào ngày 9

tháng 6 năm 2012

Có th tìm hiu lun văn ti:

- Trung tâm Thông tin - Hc liu, Đi hc Đà Nng

- Trung tâm Hc liu, Đi hc Đà Nng.

M ĐU

1. Lý do ch n ñ! tài

K t khi JP Knight lp ñt ñèn giao thông ñu tiên trên th

gii  London năm 1868, ñn nay ng d!ng này ñã tr nên ph" bin

rng rãi trên tt c các châu l!c ñn n#i ñèn giao thông có th ñưc

tìm thy ti ña s nút giao ñưng b trên toàn th gii.

Th$c t hin nay ñèn giao thông ñt ti các giao l chưa th

gii quyt ñưc tình trng ùn tc giao thông ngày càng phát trin

ph c tp ti nhi%u ñ&a phương  nưc ta. Chính nh(ng bt cp này ñã

gây ra nn k)t xe ti nhi%u nơi và hin ñang là vn ñ% khó gii quyt

 nh(ng thành ph ln.

H thng thông minh ñi%u khin ñèn giao thông ñưc cung cp

thông tin v% lưu lưng giao thông ti các c*a khu v$c lân cn và có

th thay ñ"i thi gian cho phù hp ñ ñm bo r+ng các tuyn ñưng

tc ngh,n nht s, ñưc ưu tiên. Vic s- d!ng các thông tin hin hành

v% lưu lưng giao thông vào ñi%u khin ñèn giao thông ti các giao l

to mt li th rõ ràng so vi ñi%u khin theo chu kỳ thi gian c

ñ&nh khi ñó thi gian sáng c*a ñèn xanh ñèn ñ/ tùy thuc vào lung

phương tin trên các hưng ñi riêng bit. Đi%u này ñm bo r+ng khi

có s$ tăng ñt bin trong mt hưng di chuyn nào ñó thì h thng

s, phân tán lung giao thông ñó trưc khi tuyn ñưng tr nên bão

hòa. Tính năng mi này c*a h thng ñèn giao thông thông minh

giúp ngăn nga vic xut hin tc ngh,n.

Tôi chn th$c hin Đ% tài “ ng d"ng x# lý $nh c$i ti%n h&

thng ñi!u khi'n ñèn tín hi&u giao thông t(i nút giao thông”

nh+m góp phn vào vic xây d$ng mt phương pháp ñi%u khin ñèn

tín hiu giao thông theo hưng ñi%u khin thông minh, giúp tình

trng giao thông ti các ngã tư  nưc ta ñưc "n ñ&nh hơn.

2. M"c ñích nghiên c)u

Vn d!ng kin th c ñã ñưc hc vào gii quyt mt vn ñ%

trong th$c t.

S$ thành công c*a ñ% tài s, góp mt phn vào vic "n ñ&nh

giao thông, gii quyt tình trng k)t xe  các ñô th& hin nay.

3. Đi tư+ng và ph(m vi nghiên c)u

a. Đi tưng nghiên c u:

- Các nguyên lý ñi%u khin ñèn tín hiu giao thông hin ñi.

- Các phương pháp thit k b ñi%u khin ñáp ng cho nhu cu

ñi%u khin thông minh ñèn tín hiu giao thông.

- 0ng d!ng x- lý nh trong vic nhn dng lưu lưng xe trên

ñưng, nhn dng s lưng phương tin ti giao l.

- Các phương pháp truy%n thông ñi%u khin thông qua mng

Internet

b. Phm vi nghiên c u: 0ng d!ng x- lý nh ñi%u khin ñèn tín

hiu giao thông ngã tư.

4. Phương pháp và phương ti&n nghiên c)u

a. Phương pháp nghiên c u:

Đ% tài ñưc th$c hin ch* yu b+ng phương pháp thu thp

thông tin, tài liu có liên quan, x- lí các thông tin cùng vi vic quan

sát, th$c hin mô ph/ng và xây d$ng mô hình.

b. Phương tin:

- Phn m%m Matlab - Simulink.

- Các tài liu có liên quan.

- Các phương tin thông tin ñi chúng.

5. Ý nghĩa khoa h c và thc ti.n c/a ñ' tài

- 0ng d!ng ñi%u khin t$ ñng vào gii quyt các vn ñ% v%

ñi%u khin giao thông.

- Góp phn nghiên c u to ti%n ñ% cho vic phát trin m rng

h thng ñi%u khin thông minh ñèn tín hiu giao thông.

6. C0u trúc lu1n văn

Chương 1: T"ng quan h thng ñi%u khin ñèn giao thông

Chương 2: 0ng d!ng Matlab trong x- lý nh

Chương 4: Thi công mô hình ñi%u khin ñèn giao thông ngã tư

- ng d!ng k thut x- lý nh

Chương 5: Mô ph/ng h thng ñi%u khin ñèn giao thông

CHƯƠNG 1:

T4NG QUAN H THNG ĐIU KHIN ĐÈN GIAO THÔNG

1.1. T5ng quan v! h& thng ñèn tín hi&u ñi!u khi'n giao thông

Đèn giao thông (còn ñưc gi tên khác là ñèn tín hiu giao

thông hay ñèn ñi%u khin giao thông) là mt thit b& ñưc dùng ñ

ñi%u khin giao thông  nh(ng giao l có lưng phương tin lưu

thông ln (thưng là ngã ba, ngã tư ñông xe qua li). Đây là mt thit

b& quan trng không nh(ng an toàn cho các phương tin mà còn giúp

gim ùn tc giao thông vào gi cao ñim. Nó ñưc lp  tâm giao l

hoc trên v1a hè. Đèn giao thông có th hot ñng hoàn toàn t$ ñng

hoc cnh sát giao thông ñi%u khin.

1.1.1. Lch s ra ñi

1.1.2. Nguyên lý hot ñng

1.1.3. Ý nghĩa ca các màu ñèn

1.1.4. Quy ñnh ñiu khin ñèn tín hiu

1.2. Như+c ñi'm c/a các phương pháp ñi!u khi'n h& thng ñèn

tín hi&u giao thông hi&n nay 6 nư7c ta

Hin nay, ña phn các loi t* ñi%u khin ñèn tín hiu giao

thông cũ ñưc ch to và sn xut d$a trên thit b& k thut s hoc

PLC vi các phn t- ñóng ct ra ñèn s- d!ng loi có tip ñim như rơ

le, hoc contactor nên tu"i th không cao và ch1 hot ñng ñc lp

theo mt chu kỳ thi gian c ñ&nh rt khó thay ñ"i. Do không có

trung tâm ñi%u khin nên không thích ng ñưc vi các s$ thay ñ"i

lưu lưng phương tin th$c t dn ñn ch1 th$c hin tt ch c năng an

toàn cho ngưi và phương tin lưu thông qua nút, còn ch c năng gii

to ùn tc giao thông hu như không th$c hin ñưc.

1.3. Đ! xu0t c$i ti%n phương pháp ñi!u khi'n h& thng ñèn tín

hi&u giao thông )ng d"ng k8 thu1t x# lý $nh

H thng tín hiu và ñi%u khin th$c hin ñưc ch c năng cơ

bn là có th ñi%u khin thi gian tín hiu giao thông theo c hai

cách:

- Theo chu#i thi gian ñã ñưc lp t trưc (chương trình thi

gian c ñ&nh - Fixed time plan) và l$a chn theo khong thi gian

trong ngày hoc b+ng tay.

- Theo nhu cu giao thông th$c t mà vic ño lưng thông qua

các cm bin ñưc ñt trong mng giao thông (ñi%u khin thích ng -

Traffic Adaptive Control).

- H thng ñi%u khin phi có mt giao din vn hành tin li

d$a trên giao din ngưi s- d!ng b+ng ñ ho (Graphic User

Interphase).

- Các d( liu cm bin phương tin t m#i t* ñi%u khin g-i v%

trung tâm ñ phn m%m thích ng giao thông theo thi gian th$c tính

toán nhu cu giao thông th$c t. Các giao th c và ñưng dn truy%n

thông ging nhau s, cho phép h thng máy tính và các t* ñi%u khin

tín hiu cùng ti lên và ti xung các d( liu thích hp bao gm c

thi gian lưu tr( trong các t* ñi%u khin và bn ghi l#i.

Gii pháp k thut t"ng th cho toàn h thng

Đ ñt ñưc các m!c tiêu ñã nêu trên, phương án thit k k

thut ñưa ra như sau:

Xây d$ng mt h thng ñi%u khin và giám sát giao thông bao

gm:

- Phòng ñi%u khin trung tâm, bao gm h thng ñi%u khin

giao thông ti các giao l và h thng hin th&, quan sát t xa b+ng

hình nh do các camera ñưa v%.

- Các h thng ñi%u khin giao thông tiêuti các giao l.

- Camera quan sát ti các giao l.

- H thng cáp quang và cáp ñi%u khin ni mng t trung tâm

ñn các t* ti các giao l lp ñt h thng tín hiu giao thông và h

thng camera quan sát.

CHƯƠNG 2:

NG DNG MATLAB TRONG K THUT X LÝ NH

2.1. X# lý $nh là gì ?

Quá trình x- lý nh ñưc xem như là quá trình thao tác nh

ñu vào nh+m cho ra kt qu mong mun. Kt qu ñu ra c*a mt

quá trình x- lý nh có th là mt nh “tt hơn” hoc mt kt lun.

Hình 2.1. K%t qu$ ñ9u ra c/a quá trình x# lý $nh

Sơ ñ: c/a quá trình x# lý $nh:

Hình 2.2. Sơ ñ: c/a quá trình x# lý $nh

Camera

Sensor

Thu nhn nh

Lưu nh

Ti%n x- lý nh

Phân tích nh

Trích chn ñc

ñi



2.1.1. Thu nhn nh

2.1.2. Quá trình tin x lý nh

2.1.3. Quá trình phân tích nh

2.1.4. Đc trưng ca nh

2.2. Các khái ni&m cơ b$n trong x# lý $nh

2.2.1. Cơ s v màu

2.2.2. nh RGB

2.2.3. nh cưng ñ (Intensity Images)

2.2.4. nh nh phân (Binary Images)

2.2.5. Đnh dng nh

2.3. Các k8 thu1t cơ b$n trong x# lý $nh

2.3.1. Thay ñi ñ tương phn

2.3.2. Lc nhiu

2.3.3. Các phương pháp phân ñon nh

2.3.3.1. Phân ñon bng mt ngưng

2.3.3.2. Phương pháp cc b

2.4. ng d"ng Matlab phân tích $nh

2.4.1. Các giá tr pixel và thng kê

2.4.1.1. La chn các pixel

2.4.1.2. Intensity Profile.

2.4.2. Phân tích nh

2.4.3. Điu chnh cưng ñ nh (Intersity Adjustment)

2.4.4. Loi b nhiu

2.4.4.1. S dng các b lc tuyn tính

2.4.4.2. S dng các b lc median

2.4.4.3. S dng các b lc thích nghi

2.5. ng d"ng x# lý $nh trong ñi!u khi'n t ñng

CHƯƠNG 3:

NG DNG X LÝ NH, THIT K CI TIN H THNG

ĐIU KHIN ĐÈN TÍN HIU GIAO THÔNG NGÃ TƯ

3.1. Sơ ñ: khi h& thng ñi!u khi'n ñèn giao thông )ng d"ng x#

lý $nh.

Hình 3.1. Sơ ñ: khi c/a h& thng

3.2.1. Xây dng mô hình theo sơ ñ khi

Hình 3.2. Các thi%t b; thc hi&n ch)c năng theo sơ ñ: khi

Đề tài: Ứng dụng xử lý ảnh cải tiến hệ thống điều khiển đèn tín hiệu giao thông tại nút giao thông

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi