基于FPGA的公交專用車道檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、視頻車輛檢測技術(shù)是當(dāng)今交通領(lǐng)域的研究和應(yīng)用熱點。融合了圖像處理、計算機技術(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)勢明顯，未來的發(fā)展?jié)摿薮??；谝曨l的車輛檢測技術(shù)與傳統(tǒng)的車輛檢測方法相比，有著無可比擬的優(yōu)點。計算機視覺為交通系統(tǒng)提供了更為直觀方便的分析手段，交通環(huán)境中大量的信息來源于視覺，用計算機視覺技術(shù)來處理是一種自然的選擇。它對于緩解交通阻塞，提高道路通過率，減少事故的發(fā)生具有重要的現(xiàn)實意義。基于FPGA(Field Prog

2、rammable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)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，使得對大數(shù)據(jù)量的圖像處理達(dá)到實時性。同時使用SOPC(System On a Programmable Chip)技術(shù)可以使設(shè)計靈活、可裁減、可擴充、可升級。
　　本文設(shè)計了一個基于FPGA的公交專用車道檢測系統(tǒng)，采用Altera公司的DE2開發(fā)板作為硬件平臺，配合以CMOS(Complementary Met

3、al Oxide Semiconductor，互補氧化金屬半導(dǎo)體)圖像傳感器對環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)控，VGA(Video Graphic Array，顯示繪圖陣列)顯示器對監(jiān)控環(huán)境進(jìn)行顯示，當(dāng)有社會車輛進(jìn)入到監(jiān)控道路時，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。
　　整個系統(tǒng)采用軟件和硬件協(xié)同方式實現(xiàn)的。硬件方面:首先系統(tǒng)在總體需求分析基礎(chǔ)上，設(shè)計和實現(xiàn)了各個模塊，包括圖像采集模塊，SDRAM(Synchrono

4、us Dynamic RAM，同步動態(tài)隨機存取存儲器)模塊，圖像顯示模塊和車輛檢測模塊。通過在QuartusⅡ軟件中編寫Verilog HDL實現(xiàn)硬件系統(tǒng)，然后利用QuartusⅡ中的SOPC Builder搭建車輛檢測模塊，最后用QuartusⅡ構(gòu)建整個硬件系統(tǒng)。算法方面:首先采用霍夫變換對車道進(jìn)行識別，確定識別區(qū)域，然后采用幀間差分算法和腐蝕膨脹算法對車輛進(jìn)行檢測、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