智能交通系统(ITS)被学术界认为是解决城市交通问题的有效手段,划分公交专用道保证公交车有效通行是ITS中的重要措施,公交专用道违规车辆自动识别系统是保障公交车高效通行的一个重要手段,因此本文对公交车专用道违规车辆识别系统进行了总体设计,并对相关关键技术算法进行了设计和实现。本文的工作主要分为以下四部分：1)以运行公交车为监测端,以其前方车道内违规车辆为对象,设计了一个公交专用道违规车辆自动识别系统总体方案。给出了系统的软件组成、硬件组成、数据流程、测试方法以及基于双线程处理数据的系统客户端运行流程。2)给出了一种基于GPS定位的公交车专用道路段判别算法。研究了可以对公交车专用道进行判别的技术,通过对需要定位点进行多次GPS定位,设计了基于概率统计的固定地点经纬度坐标设定方法,利用实时GPS数据与固定点经纬度坐标,给出了基于实时距离检测的路段判别算法,实验验证了算法的可用性。3)给出了一种通过判断昼夜情况选择不同检测方法的车辆目标检测算法。该算法通过对图像灰度均值的计算完成昼夜情况的判别,针对昼夜情况分别给出了基于阴影的白天车辆目标检测算法和基于车身反光的夜间车辆目标检测方法,并通过判断尾灯对称性给出了车辆目标验证方法,最后通过实验对整个检测算法的检测效果进行了验证,车辆检测准确率为95%。4)实现了公交车专用道违规车辆识别系统客户端中程序整体框架和相关关键技术算法。在VC环境下搭建了双线程的数据处理流程,通过应用OPENCV库实现了本文所给出的关键技术算法以及车牌定位、分割、识别等算法,经测试系统运行达到预期要求。本文深入研究了公交专用道违规车辆识别系统所涉及的关键技术,设计并实现了所研究的关键技术算法,实验结果表明本文设计的系统能够对违规车辆进行有效识别。