计算机视觉技术对智能交通系统发展影响分析

摘要为适应科技迅速发展的现代社会，交通系统引进了许多现代化信息技术，特别是近年来快速发展的智能交通系统，大幅降低了交通事故、交通拥堵、违规停车等事件的发生频率。智能交通系统是在计算机技术、人工智能、传感器技术等基础上构建的交通系统，应用计算机视觉技术设计的智能交通系统主要通过现代信息技术、智能技术和自动控制技术等设计相应的实时交通数据收集系统、交通数据信息传输系统、车辆导航系统、交通监控和指挥系统等，便于相关部门掌握交通实时数据，进行有效的监管和指挥，提高现代交通安全性、有序性，促进交通事业快速发展。关键词：计算机视觉技术；智能交通；促进作用

引言随着社会经济的发展和城市化进程的加快，交通行业面临巨大的发展压力。现有的基础交通设施和交管系统难以应对快速增长的车流量和各类突发性交通事故，智能交通系统(IntelligentTransportationSystem，简称ITS)逐渐受到交通领域研究者的重视。智能交通能够将计算机网络、信息技术、通信系统、控制系统等进行有效综合，应用于交通管理体系，构建一套全方位、高精度、高效率、覆盖面广的交通运输体系，以现代基础交通设施为基础，提高现代交通的安全性，降低重要枢纽的交通运输负荷，有效提高交通运输效率。对于智能交通系统而言，提取精确、实时的道路交通信息是前提和关键，有效、全面、丰富的数据信息能够帮助交管部门及时发现和处理交通问题，充分发挥道路通行功能。一、概念界定（一）计算机视觉技术简介信息化背景下，经济社会迅速发展，人们的生活水平得到大幅提升，计算机技术、互联网等逐渐普及每个家庭，越来越多的人认识到了信息技术对人类发展的重要性，感受到了信息技术为人类日常生产生活工作带来的便捷。计算机视觉技术包括概率论、人工智能理论、射影几何学和图像处理理论等，也被称为“机器视觉技术”(MVT)。但CVT与MVT存在一定的差异性，MVT主要借助机器视觉设备替代人眼观察与收集信息的功能，对目标物形态等各类信息进行测量和判断，其侧重点在于几何方面精确的测量和计算；而CVT增加了凸显处理和模式识别等功能，侧重点在于对目标物的识别和感知。CVT应用于智能交通领域，在获取专业三维信息时有两种方法：一种是直接获取信息法，利用CVT的功能确定物体三维运动过程中形成的参数，对摄像机运动问题有非常高的关注程度；另一种为简洁获取信息法，将摄像机教具与单幅图像结合，判断目标物体在待测位置产生的视觉信息。从本质上讲，计算机视觉技术让计算机系统能够“看”目标物体，不再通过人的眼睛观察，而是借助计算机系统完成视觉工作。计算机视觉系统工作，需要借助扫描仪、摄影机、电脑、成像仪等各种设备，进而替代人眼的视觉功能，对检测目标进行扫描、识别、测量、分析、检测，实现比人眼观察更精确、快速的信息收集功。随着科研人员对CVT研究的不断深入，其逐渐向着更加具体、完善的方向发展，在交通领域的应用也逐渐与人工数据和多维数据有机融合，进一步提升了系统处理和分析信息数据的质量和效率，并可以对目标检测物进行一定的行为控制。（二）智能交通系统的主要组成现代信息技术支持下的智能交通系统被认为是一个复杂、专业、高效的综合性交通管理系统，在交通运输事业中发挥着极其重要的作用。目前，中国智能交通系统主要由以下部分组成。第一，先进的交通信息服务系统(AdvancedTrafficInformationSystem，简称ATIS)的主要作用是通过公交站、主干道、停车场等步行或形成环境内设置的传感器，将行人、驾驶员的具体信息实时传输到道路交通信息中心，ATIS对数据信息进行处理和汇总后将结果输送到不同的终端，出行者可以在终端接收不同场景的实时信息，根据这些信息选择恰当的出行方式和高效的出行路线。如果车辆具备自动驾驶功能，则能够根据ATIS系统提供的信息自动变更行程路线，躲避拥堵路段，为人们的出行提供便捷服务。第二，先进的交通管理系统(AdvancedTrans-portationManagementSystem，简称ATMS)中部分信息与ATIS是互通的，但其主要为交通管理人员提供服务，便于交管人员掌握实时气象状况、交通事件和交通环境，及时对道路交通进行检测、控制和管理。ATMS在先进的计算机技术和车辆检测技术的支持下，能够实现对各类信息的分析和整理，并诱导信息发布，对道路交通信号进行有效管理和控制，进而改善不良交通环境，减轻交通拥堵状况或引导事故救援车辆迅速到达现场。第三，先进的公共交通系统(AdvancedPublicTransportationSystem，简称APTS)的主要目的是在各类现代智能技术的指导下，促进公共交通运输事业快速发展，提升公交系统服务的经济性、便捷性、安全性和运输量。例如，公交站台显示器、提示牌、车站无线电视等终端设备，为社会公众提供车辆信息、公交位置、车内人数等数据，便于公众根据自身需求调整出行方案，同时能够为公共车辆调度中心提供详细数据，及时调度车辆，提高公共交通的服务质量和效率。第四，先进的车辆控制系统(AdvancedVehicleControlSystem，简称AVCS)主要借助路测设备、车载设备或路标检测设备掌握车辆周围环境情况，提升车辆的道路通行能力和行车安全性。AVCS的本质就是将现代信息技术应用于车辆和道路系统，为车辆提供更好的辅助驾驶功能，使得汽车能够安全高效地行驶。三、现代智能交通系统存在的问题在现代科技的支持下，根据中国交通运输环境，引进了智能交通系统，以提升交通运输的效率和安全性。但智能交通系统在使用过程中出现了许多问题，需要加强技术研发工作，完善系统、合理利用资源，才能够充分发挥智能交通系统对交通运输业的促进作用。（一）交通信息数据传输存在安全性问题数据安全是现代智能交通系统应用过程中一项非常值得探讨的话题。在计算机技术的支持下，TIS会产生大量不同类型的数据，且许多数据包含个人隐私信息，如汽车状况、行驶轨迹等。如果这些数据在传输和应用中被泄露，可能会对车主的生命、财产安全造成威胁。（二）网络传输信息的时效性目前，先进的信息技术已经能够做到数据信息实时传递和终端间互联互通，基本能够满足交通数据稳定传输、快速分析整理，形成高清视频图像的要求。但部分地区网络等存在延迟或信号不稳的现象，会影响交通管理和控制的及时性。（三）当前智能交通系统提供的参数可靠性欠缺先进信息技术支撑下的智能交通系统中，相关参数的科学性和合理性与道路交通安全存在密切联系。目前，部分十字路口存在较为严重的机动车、自行车混行现象，导致ITS中的子系统AVCS常发生故障，影响了系统参数的可靠性。基于道路交通运输事业发展的需求，相关部门必须将智能交通系统和计算机视觉技术有机结合，利用CVT在各路段、关键路口、车流量大的路段等进行交通数据信息提取，并将信息分析、整理后及时传输到不同终端，为交通监控管理和行人、车辆出行提供数据支持，构建一个更加完善的智能交通系统。三、计算机视觉技术在智能交通系统中的应用根据计算机视觉技术的特点和原理，可以将其应用于智能交通系统完善中，实现智能车辆导航、智能收费、道路控制、辅助驾驶等目标，提高道路交通的规范性、安全性，为广大社会公众提供更加安全、舒适的出行体验。（一）计算机视觉技术在车辆导航系统中的应用车辆智能导航是CVT一项非常重要的应用，也是为人们日常出行带来极大便捷性的发明之一。CVT在车辆智能导航中的应用主要表现在车辆检测技术和道路信息提取技术方面，将这些技术应用于车辆导航中，能够有效提升车辆行驶的安全性，具体特征如下。第一，车辆行驶过程中，CVT能够为驾驶员提供精确的道路交通数据信息和车辆运行状况信息，使驾驶员掌握完整的车辆和行车环境信息。第二，CVT能够根据通过提取和分析的道路信息，掌握道路界限，及时调控车辆行驶速度和距离，引导车辆正确行驶。例如，通过引入CVT的车辆导航系统能够检测和分析道路和附近车辆同行状况，引导车主合理控制与附近车辆的距离，规范驾驶员的行车行为等，确保车辆驾驶的安全性。车距管理和行车速度的控制主要依赖于摄像系统对周边车辆行驶数据的收集和分析，系统能够快速检测出车距，并计算出行车安全速度，给驾驶员提供精确、安全的数据，供其参考。（二）计算机视觉技术在道路交通监控中的应用道路上的行人和车辆是交通监控的主要目标，CVT应用于交通监控时，首先需要采取帧差法或光流法对监控目标的运动时间进行分割，掌握目标的行为轨迹。其中，光流法在交通监控中的应用更加广泛。光流法的工作流程如下：第一，采取映射参数的形式表述出图像各个目标的信息，然后对映射参数相同的进行光流量分配，实现图像语义分割的目的；第二，根据取得信息对目标车流量进行科学的分析和计算，即分析道路车辆平均速度和道路车辆列队长度，规划出相应的交通路线和时间，避免道路拥堵和交通事故的发生。随着计算机技术的发展，为了缓解道路交通压力、降低事故发生率、节约人们的交通出行时间，CVT主要提取、检测和分析道路车辆的数量、类别和行驶速度，充分发挥交通管理设备的时效性和实时性。（三）计算机视觉技术在车辆智能收费中的应用智能收费是实现智能交通的重要内容之一，CVT在智能收费方面也发挥着非常重要的作用。道路交通领域，车辆收费是重要环节，在收费系统中引入CVT能够提高车辆收费效率和正确率，节约收费时间。车牌识别技术是实现智能收费的关键步骤，当前中国智能收费系统一般为单目视觉车牌识别模式，工作原理为扫描单目车牌核心，具有一定的实践局限性。在CVT的引导下，双目车牌识别系统具有更高的实用性，其主要利用道路车辆行驶过程中的静态图像或动态视频，自动识别车牌的颜色、号码等信息。双目识别系统设备主要包括图像采集、摄像、车牌号码识别处理器等，综合利用字符分割算法、定位算法等及时读取并将车牌号码和车辆型号等信息录入系统，并将相应的数据传输到银行收费系统，实现智能收费。与单目车牌识别技术相比，双目车牌识别技术具有更高的精确性和智能化，但受到技术局限性影响，其难以提取到高速行驶车辆的车牌信息，需要进一步研究和改进。（四）计算机视觉技术在公交车辆调度中的应用城市公共交通管理的核心内容即轨道交通和公共汽车等的科学调度。受到地区、时间等因素的影响，公共交通客流量在不同地点、不同时间段存在非常明显的不均衡性，如在上下班等高峰时间段，公共交通车辆中乘客非常多，常出现拥挤踩踏现象；而平峰时间段会出现满载率较低的现象，出现了较为严重的交通资源浪费。CVT的出现及其在智能交通系统中的应用实现了公共交通自动乘客计数，通过公共交通乘客乘车地点和下车地点信息的提取，科学地计算出客流的时空分布特征，为公共车辆调度提供了有力的数据支持。近年来，随着人们对R－CNN研究的深入，其在人数统计中的应用优势逐渐凸显出来。将这类算法应用于公共车辆乘客人数统计中，能够迅速提取出乘客时空分布特征，并构建精确的客流预测模型。结论随着全球科学技术的发展，计算机视觉技术充分发挥出对智能交通系统的促进作用，但在实践过程中，其在准确度、检测精确度、检测速度等方面还存在一定的缺陷，限制了CVT在无人驾驶等先进领域的应用。因此，通过CVT提取的信息需要与雷达等传感技术相结合，才能为智能交通系统提供更加精确的信息。在未来发展进程中，随着对深度学习、卷积神经网络研究的深入，基于CVT的智能交通系统将会取得更好的发展，人们的日常交通出行也会更加便捷。参考文献[1]黄凯宁.计算机视觉技术对智能交通系统发展的促进作用[J].黄河科技学院学报,2022,24(08):59-63.[2]和冲冲.分析智能交通系统中的计算机视觉技术应用[J].中国设备工程,2022(05):38-39.[3]冯晓赛.智能交通系统中的计算机视觉技术的应用[J].数字技术与应用,2022,40(0