基于FPGA的公交專用車道檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、視頻車輛檢測(cè)技術(shù)是當(dāng)今交通領(lǐng)域的研究和應(yīng)用熱點(diǎn)。融合了圖像處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)，在信息處理方面優(yōu)勢(shì)明顯，未來(lái)的發(fā)展?jié)摿薮?。基于視頻的車輛檢測(cè)技術(shù)與傳統(tǒng)的車輛檢測(cè)方法相比，有著無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)視覺(jué)為交通系統(tǒng)提供了更為直觀方便的分析手段，交通環(huán)境中大量的信息來(lái)源于視覺(jué)，用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)來(lái)處理是一種自然的選擇。它對(duì)于緩解交通阻塞，提高道路通過(guò)率，減少事故的發(fā)生具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。基于FPGA(Field Prog

2、rammable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)的系統(tǒng)，可以充分利用硬件上的并行性，從本質(zhì)上改善圖像處理的速度，使得對(duì)大數(shù)據(jù)量的圖像處理達(dá)到實(shí)時(shí)性。同時(shí)使用SOPC(System On a Programmable Chip)技術(shù)可以使設(shè)計(jì)靈活、可裁減、可擴(kuò)充、可升級(jí)。
　　本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于FPGA的公交專用車道檢測(cè)系統(tǒng)，采用Altera公司的DE2開發(fā)板作為硬件平臺(tái)，配合以CMOS(Complementary Met

3、al Oxide Semiconductor，互補(bǔ)氧化金屬半導(dǎo)體)圖像傳感器對(duì)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，VGA(Video Graphic Array，顯示繪圖陣列)顯示器對(duì)監(jiān)控環(huán)境進(jìn)行顯示，當(dāng)有社會(huì)車輛進(jìn)入到監(jiān)控道路時(shí)，則在顯示器上以紅色矩形框標(biāo)示非法入侵車輛，以提示監(jiān)控人員進(jìn)行處理。
　　整個(gè)系統(tǒng)采用軟件和硬件協(xié)同方式實(shí)現(xiàn)的。硬件方面:首先系統(tǒng)在總體需求分析基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了各個(gè)模塊，包括圖像采集模塊，SDRAM(Synchrono

4、us Dynamic RAM，同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)模塊，圖像顯示模塊和車輛檢測(cè)模塊。通過(guò)在QuartusⅡ軟件中編寫Verilog HDL實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)，然后利用QuartusⅡ中的SOPC Builder搭建車輛檢測(cè)模塊，最后用QuartusⅡ構(gòu)建整個(gè)硬件系統(tǒng)。算法方面:首先采用霍夫變換對(duì)車道進(jìn)行識(shí)別，確定識(shí)別區(qū)域，然后采用幀間差分算法和腐蝕膨脹算法對(duì)車輛進(jìn)行檢測(cè)、線段編碼分割算法進(jìn)行車輛區(qū)域分割，最后提取各分割區(qū)域車輛的特征與模板