北京林业大学本科毕业文,计算机硬件毕业文题目北京

本科毕业设计(论文)开题报告书

题目:公交人流检测系统设计

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日期:2016年03月03日

一,选题的目的,意义

人体目标的识别和跟踪是计算机视觉领域中非刚体目标识别和跟踪的一种特殊情况,研究的目的是使计算机具有自动识别和跟踪场景中人体目标的能力.因为人体之间的形态差异很大,每个个体可以有很大的姿态变化,运动的路径任意性大,所以对人体目标的识别和跟踪是一项极具挑战性的任务.

目前,很多人体目标识别和跟踪的方法已经被提出,有一些系统已经实用.一般来说,要完成人体目标识别和跟踪的任务都要解决几个问题:背景获取,目标检测,目标识别和满足实时性要求.在没有目标的情况下获得场景图像是最简单的背景获取方式,但在有些情况下,无法保证得到一个没有目标的场景.因此,一些训练背景的方法被提出,来获得更好的适应性和灵活度.理论上说,模式识别的所有方法都可以用于人体目标的识别.另外,当人体目标是在相对固定的场景中运动时,可以用比较简单的背景减除和数学形态学算法提取目标.这种方法比统计模式识别的方法简单,可以获得更好的实时性.

随着计算机技术和数字图像处理技术的发展,计算机视觉技术的应用范围越来越大,其中运动目标的检测与跟踪是计算机视觉领域的一个热点问题.这次我将运用运动目标识别技术设计公交车人流量监测系统,用于提供公交车各时段人流量的数据,统计车上现有的人数,在人数超过限定值时报警,同时对公交车的出入口进行实时的监控.

公交车是一个人流非常集中的环境,公交公司往往需要了解诸如各条线路的满座率以及各个时段的乘客分布等信息,根据这些信息作出车辆调度和线路改动等经营决策.目前,这些统计信息的获得大都靠人工计数,如果能用计算机自动统计,将会大大节约人力成本,并获得更加丰富而准确的信息.

然而,MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发,数据可视化,数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分.MATLAB是matrix&,laboratory两个词的组合,意为矩阵工厂(矩阵实验室).是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算,可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境.它将数值分析,矩阵计算,科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究,工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C,Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平.MATLAB和Mathematica,Maple并称为三大数学软件.它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指.MATLAB可以进行矩阵运算,绘制函数和数据,实现算法,创建用户界面,连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算,控制设计,信号处理与通讯,图像处理,信号检测,金融建模设计与分析等领域.

MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件.在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++,JA的支持.可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用1所示.

图1系统的硬件框图

前门摄像头用来采集上车乘客的图像,后门摄像头用来采集下车乘客的图像,前后门摄像头采集的数据通过图像采集卡将视频信息传给计算机,计算机将摄像头采集的乘客视频信息进行辨识,然后进行人数统计,监控存储等.在公交车前门,当捕获到运动物体的质心越过设定的计数线时,对相应的计数变量进行加1操作,在公交车后门,当捕获到运动物体的质心越过设定的计数线,对相应的计数变量进行减1操作.如图2所示.

图2系统流程图

图像处理是公交车人流量监测系统的核心,摄像头将出入车门处捕获乘客的图像传入计算机进行存储,计算机对得到的图像进行运动分割,分割出运动目标块,然后计算机对运动目标块进行目标识别,对运动块图形进行聚类分析,分析出其中的各个人体的质心点,当运动目标块质心越过设定的计数线时进行计数处理.如图3所示.

图3图像处理原理图

针对实际环境中的问题,本课题需要将系统流程更加细化,使得整个系统更加合理,增加系统的可操作性.如图4所示.

图4系统流程细化图

三、完成期限和主要措施

第1~4周:收集资料,完成开题报告,开题答辩

第5~6周:算法研究及设计

第7~9周:完成基本功能,模块整合调试

第10周:期中进度检查,基本实现系统要求

第11~13周:整体系统测试,功能扩展

第14~15周:撰写毕业论文

第16周:准备答辩

四、预期达到的目标

实现图像的采集,并对公交车出入口的实时监控

对收集到的图像进行分析,实现监测人流量的功能

五、主要参考文献

谢树煜,[J].:自然科学版,2001,41(7):61.

,,[J].,2002,24(10):34.

RigollG,EickelerS,MullerS.Persontrackinginreaworldscenariosusingstatisticalmethods[C].Grenoble:IEEE,2000:342.

杜峥,[J].,2003(6):45.

FieguthP,TerzopoulosD.Color2basedtrackingofheadsandothermobileobjectsatvideoframerates[C].SanJuan:IEEE,1997:21.

Hausdorff距离的非刚体目标自适应轮廓跟踪[J].,1998,19(11):38.

GonzalezRC,WoodsRE.[M].2.,:电子工业出版社,2003.

,,[J].,2000,26(4):13.

计算机

前门摄像头

后门摄像头

报警器

显示屏

图像处理

图像采集

摄像头

人数统计

目标识别

质心的获取

运动分割

检测到关门

检测到开门

记录图像

检测到开门

记录图像

检测到关门

等待开门

处理记录图像得到上下车人数

检测到开门

检测到开门

记录图像

检测到关门

等待开门

处理记录图像得到上下车人数

检测到开门

停止记录图像

等待开门

处理记录图像得到上下车人数