Contagem automatizada de veículos utilizando segmentação estatística

Abstract

In this work was developed a program capable of performing automatic counting of vehicles on roads. The problem of counting vehicles is using expensive techniques for its realization, techniques which often involve manual counting or degradation of the pavement. The main motivation for this work was the importance that the vehicle counting represents to the Traffic Engineer, being essential to analyze the performance of the roads, allowing to measure the need for installation of traffic lights, roundabouts, access ways, among other means capable of ensuring a continuous flow and safe for vehicles. The main objective of this work was to apply a statistical segmentation technique recently developed, based on a nonparametric linear regression model, to solve the segmentation problem of the program counter. The development program was based on the creation of three major modules, one for the segmentation, another for the tracking and another for the recognition. For the development of the segmentation module, it was applied a statistical technique combined with the segmentation by background difference, in order to optimize the process. The tracking module was developed based on the use of Kalman filters and application of simple concepts of analytical geometry. To develop the recognition module, it was used Fourier descriptors and a neural network multilayer perceptron, trained by backpropagation. Besides the development of the modules, it was also developed a control logic capable of performing the interconnection among the modules, mainly based on a data structure called state. The analysis of the results was applied to the program counter and its component modules, and the individual analysis served as a means to establish the par ameter values of techniques used. The find result was positive, since the statistical segmentation technique proved to be very useful and the developed program was able to count the vehicles belonging to the three goal..

Neste trabalho foi desenvolvido um programa capaz de realizar a contagem automática de veículos em vias. O problema da contagem de veículos está na utilização de técnicas ainda caras para sua realização, técnicas que muitas vezes envolvem contagem manual ou degradação do pavimento. A principal motivação para este trabalho foi a importância que a contagem de veículos representa para a engenharia de tráfego, sendo ela essencial para análise do desempenho das vias, possibilitando mensurar a necessidade de instalação de semáforos, rotatórias, alças de acesso, entre outros meios capazes de garantir um fluxo continuo e seguro para os veículos. O principal objetivo deste trabalho foi aplicar uma técnica de segmentação estatística recentemente desenvolvida, baseada em um modelo de regressão linear não paramétrica, para solucionar o problema de segmentação do programa contador. O desenvolvimento do programa fora baseado na criação de três grandes módulos, um para a segmentação, outro para o rastreamento e outro para o reconhecimento. Para o desenvolvimento do módulo de segmentação, aplicou-se a técnica estatística combinada com a técnica de segmentação por subtração de fundo, com o intuito de otimizar o processo. O módulo de rastreamento fora desenvolvido com base na utilização de filtros de Kalman e na aplicação de conceitos simples de geometria analítica. Para desenvolver o módulo de reconhecimento, foram utilizados descritores de Fourier e uma rede neural perceptron multicamadas, treinada por retropropagação. Além dos módulos, desenvolveu-se também uma lógica de controle capaz de realizar a interligação entre os módulos, baseada principalmente em uma estrutura de dados denominada estado. A análise de resultados fora aplicada no programa contador e nos seus módulos componentes, sendo que a análise individual serviu como meio para estabelecer os valores dos parâmetros das técnicas...