Videodetektion im Straßenverkehr (eBook)

1 Einführung 11
1.1 Menschliches und maschinelles Sehen 12
1.2 Intrinsische Eigenschaften der Videodetektion 13
1.2.1 Allgemeine Eigenschaften 13
1.2.2 Eigenschaften des fließenden Verkehrs 17
1.2.3 Eigenschaften des ruhenden Verkehrs 22
2 Ableitung der Methodologie 29
2.1 Beschreibung und Abgrenzung der Aufgabe 30
2.2 Sichten auf die Aufgabe 35
2.3 Aufbau der Methodologie 38
3 Bildrepräsentation 43
3.1 Räumliche Diskretisierung 44
3.2 Zeitliche Diskretisierung 47
3.3 Wertmäßige Diskretisierung 48
3.4 Farbmodelle 50
4 Filterung 55
4.1 Lineare Filterung 56
4.1.1 Kantenbilder durch Hochpassfilterung 56
4.1.2 Bildglättung durch Tiefpassfilterung 73
4.2 Nichtlineare Filterung 79
4.2.1 Medianfilter 79
4.2.2 Dilatations- und Erosionsfilter 81
5 Signalmodelle für Fahrzeug und Hintergrund 85
5.1 Klassifikation 86
5.2 Punktmodelle 88
5.3 Linienmodelle 90
5.4.1 Differenz von Folgebildern 96
5.4.2 Vergleich von Folgebildern 102
5.4.3 Logische Verknüpfung von Folgebildern 107
5.4.4 Referenzbild 107
5.4.5 Optischer Fluss 125
6 Signalmodelle für Schatten 135
6.1 Problembeschreibung 136
6.2 Photometrische Invarianten 140
6.3 Klassifikation 144
6.4 Modellbasierte Signalmodelle 145
6.5 Nichtmodellbasierte Signalmodelle 146
6.5.1 Signalmodelle unter Nutzung der Bildhelligkeit 148
6.5.2 Signalmodelle unter Nutzung der Farbinformation 154
6.6 Kombinationen 161
6.7 Vergleichende Bewertung der Schattenmodelle 162
7 Signalanalyse 165
7.1 Analysemöglichkeiten der Signalmodelle 166
7.2 Analyse von Punktmodellen 170
7.3 Analyse von Linienmodellen 175
7.3.1 Orthogonale Liniensensoren 175
7.3.2 Parallele Liniensensoren 178
7.4 Analyse von Flächenmodellen 182
7.4.1 Fahrzeugerkennung 183
7.4.2 Merkmalsextraktion 198
7.4.3 Fahrzeugverfolgung 203
8 Fallstudie zum ruhenden Verkehr 209
8.1 Beschreibung der Aufgabe 212
8.2 Anwendung der Methodologie 214
8.2.1 Bildrepräsentation 215
8.2.2 Bildverarbeitung 216
8.2.3 Signalmodelle 220
8.2.4 Signalanalyse 222
8.3 Ergebnisse 229
8.3.1 Vergleich der CCD- und der CMOS-Kamera 229
8.3.2 Messergebnisse 232
8.3.3 Genauigkeit des Verfahrens 237
5.4 Flächenmodelle 94
9 Fallstudie zum fließenden Verkehr 243
9.1 Beschreibung der Aufgabe 243
9.2 Anwendung der Methodologie 246
9.2.1 Bildrepräsentation 247
9.2.2 Signalmodell 248
9.2.3 Signalanalyse 250
9.3 Ergebnisse 257
9.3.1 Messergebnisse 257
9.3.2 Genauigkeit des Verfahrens 259
10 Schlussbemerkung 265
Literaturverzeichnis 273