公交車專用車道視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著社會經濟的不斷發(fā)展，人均汽車擁有量隨之增加。因此，交通擁擠、交通阻塞等問題日益嚴重。優(yōu)先發(fā)展公交專用車道可以在一定程度上緩解交通壓力。但是社會車輛非法占用公交專用車道又成為了一個新的交通問題。視頻圖像監(jiān)控技術結合了圖像處理、計算機技術和人工智能等多學科的先進技術。將其應用于交通監(jiān)控管理中，既可以節(jié)省人力，也能夠提高交通監(jiān)管的效率。因此，設計一個公交專用車道視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義?；贔PGA(Field Programm

2、able Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)的系統(tǒng)設計，可以充分利用FPGA并行性的特點，達到高速圖像處理的要求。同時使用SOPC(System On a Programmable Chip，可編程片上系統(tǒng))技術可以使設計更為靈活。
　　本文設計了一個基于FPGA的公交專用車道視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，采用Digilent公司的Genesys開發(fā)板作為硬件平臺，配合CMOS(Complementary Metal OxideSemi

3、conductor，互補氧化金屬半導體)圖像傳感器對道路環(huán)境進行實時監(jiān)控，使用VGA(Video Graphic Array，顯示繪圖陣列)顯示器對所監(jiān)控的環(huán)境進行顯示。如果有社會車輛駛入到公交專用車道時，則在顯示器上用矩形框標示出非法入侵車輛，以提示監(jiān)控人員進行處理。
　　整個系統(tǒng)共分為圖像采集、圖像緩存、圖像處理和圖像顯示四個模塊。系統(tǒng)采用了軟硬件協(xié)同設計的方式進行實現(xiàn)，其中圖像采集、圖像緩存和圖像顯示三個模塊用Verilog

4、硬件描述語言進行編寫，圖像處理模塊通過搭建SOPC利用MicroBlaze軟核處理器實現(xiàn)。圖像處理模塊實現(xiàn)了本系統(tǒng)的主要算法。首先，采用基于背景提取的二值轉換算法，將圖像轉換為二值圖像，再進行腐蝕、膨脹和邊緣檢測，然后應用改進的Hough變換對車道進行識別。之后采用圖像歸一化和模板匹配等算法判斷該車道是否為公交專用車道。最后檢測公交專用車道范圍內是否有社會車輛駛入。在車輛檢測部分，先用線段編碼分割算法對車輛位置進行初次提取，再采用邊緣檢