公交車專用車道視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(yán)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(huì)車輛非法占用公交專用車道又成為了一個(gè)新的交通問題。視頻圖像監(jiān)控技術(shù)結(jié)合了圖像處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能等多學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)。將其應(yīng)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(shè)計(jì)一個(gè)公交專用車道視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?；贔PGA(Field Programm

2、able Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以充分利用FPGA并行性的特點(diǎn)，達(dá)到高速圖像處理的要求。同時(shí)使用SOPC(System On a Programmable Chip，可編程片上系統(tǒng))技術(shù)可以使設(shè)計(jì)更為靈活。
　　本文設(shè)計(jì)了一個(gè)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(tái)，配合CMOS(Complementary Metal OxideSemi

3、conductor，互補(bǔ)氧化金屬半導(dǎo)體)圖像傳感器對道路環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)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(jìn)行顯示。如果有社會(huì)車輛駛?cè)氲焦粚Ｓ密嚨罆r(shí)，則在顯示器上用矩形框標(biāo)示出非法入侵車輛，以提示監(jiān)控人員進(jìn)行處理。
　　整個(gè)系統(tǒng)共分為圖像采集、圖像緩存、圖像處理和圖像顯示四個(gè)模塊。系統(tǒng)采用了軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，其中圖像采集、圖像緩存和圖像顯示三個(gè)模塊用Verilog

4、硬件描述語言進(jìn)行編寫，圖像處理模塊通過搭建SOPC利用MicroBlaze軟核處理器實(shí)現(xiàn)。圖像處理模塊實(shí)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(zhuǎn)換算法，將圖像轉(zhuǎn)換為二值圖像，再進(jìn)行腐蝕、膨脹和邊緣檢測，然后應(yīng)用改進(jìn)的Hough變換對車道進(jìn)行識(shí)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(nèi)是否有社會(huì)車輛駛?cè)搿Ｔ谲囕v檢測部分，先用線段編碼分割算法對車輛位置進(jìn)行初次提取，再采用邊緣檢