基于機(jī)器視覺的公路車流量檢測系統(tǒng)研究

1、基于機(jī)器視覺的公路車流量檢測系統(tǒng)研究1、引言 隨著人口數(shù)目的增長，給交通帶來的壓力越來越大，智能交通系統(tǒng)成為近些年研究的熱門。車流量檢測是智能交通的基礎(chǔ)部分，在系統(tǒng)中占有重要地位。目前有多種方法檢測車流量，例如:電磁感應(yīng)裝置法和車流信息的超聲波檢測法。而實(shí)際上，前進(jìn)中的車輛速度、種類一直變化，所以普遍存在反射信號(hào)不穩(wěn)定，丈量誤差大的題目。與以上方法相比，基于視頻的車流量檢測方法具有許多優(yōu)點(diǎn)：1、從視頻圖像中提取牢靠信息，完成道路交通的監(jiān)視工作，可長進(jìn)道路、車輛的自動(dòng)化程度。2、交通監(jiān)視控制系統(tǒng)中安裝的視頻攝像機(jī)比安裝其它傳感器更經(jīng)濟(jì)、且破壞性低。3、實(shí)際道路交通系統(tǒng)中已經(jīng)安裝了許多攝像機(jī)用于道

2、路交通監(jiān)視和控制，可一舉兩得。 現(xiàn)有的傳統(tǒng)視頻檢測方法基于工控機(jī)，其算法成熟，且已形成相關(guān)產(chǎn)品。但其也有缺點(diǎn)：1、是因?yàn)橥ㄓ肅PU沒有專用的硬件乘法器，故很難實(shí)現(xiàn)圖像的時(shí)實(shí)性處理。2、是采用通用工控機(jī)，運(yùn)行Windows系統(tǒng)，本錢高，要時(shí)刻關(guān)懷機(jī)器有沒死機(jī)，系統(tǒng)有沒感染病毒，操縱系統(tǒng)的補(bǔ)丁升級(jí)等題目?；谝陨蟽牲c(diǎn)，本文提出了基于TMS320DM642（以后簡稱為DM642）的嵌進(jìn)式圖像識(shí)別方案，解決了存在的題目。2、車流量檢測系統(tǒng)的原理與組成21車流量檢測系統(tǒng)的工作原理車流量檢測系統(tǒng)是由視頻采集、車流量數(shù)字視頻信號(hào)處理、不同環(huán)境下車流量檢測算法、以及車流量檢測結(jié)果輸出等幾部分組成。數(shù)字圖像采集

3、部分的核心芯片是TVP5150，它可將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻信號(hào)。DM642運(yùn)行圖像算法對(duì)采集進(jìn)來的圖像舉行數(shù)字圖像處理。車流量數(shù)字視頻檢測算法白天主要是使用改進(jìn)后的幀差法舉行運(yùn)動(dòng)檢測，夜間使用車燈檢測法。根據(jù)車道將采集到的大路圖像化分為四部分，每部分對(duì)應(yīng)一條車道。在每條車道中開設(shè)一個(gè)虛擬線圈（指圖像中一個(gè)矩形檢測區(qū)域，統(tǒng)稱為虛擬線圈），當(dāng)有車壓過虛擬線圈時(shí)會(huì)引起虛擬線圈內(nèi)像素值發(fā)生變化。按照此變化控制I/O口產(chǎn)生每條車道的相應(yīng)脈沖，處理后發(fā)出脈沖給大路交通訊號(hào)機(jī)，控制交通燈，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)智能交通的目的。同時(shí)，可以通過網(wǎng)絡(luò)將車流量信息傳到監(jiān)控中心。 22車流量檢測系統(tǒng)硬件 DM642是德州

4、儀器公司特地為多路視頻輸進(jìn)輸出設(shè)計(jì)的數(shù)字信號(hào)處理芯片。其運(yùn)算功能強(qiáng)大，建立在其次代高性能超長指令字結(jié)構(gòu)上，可以8條指令并行執(zhí)行，使這款芯片十分適用于數(shù)字圖像處理。考慮到實(shí)際工作的要求和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，將DM642的主頻設(shè)置為600MHz。按照實(shí)際應(yīng)用環(huán)境和嵌進(jìn)式系統(tǒng)的需要，系統(tǒng)除了擴(kuò)展了系統(tǒng)務(wù)必的存儲(chǔ)器部分和視頻采集回放部格外，主要擴(kuò)展了多路數(shù)字I/O和異步串口以及網(wǎng)絡(luò)接口功能，便利系統(tǒng)與外部通訊。詳細(xì)硬件實(shí)物如圖1所示。說明如下：1、外擴(kuò)SDRAM，容量為4M64位；2、外擴(kuò)Flash，容量為4M8位；3、2路PAL/NTSC標(biāo)準(zhǔn)模擬視頻輸進(jìn)（CVBS或S端子），1路PAL/NTSC標(biāo)準(zhǔn)模擬視頻輸出；4、通過CPLD擴(kuò)展8路數(shù)字I/O口，用于輸出車道上車流的信息；5、2路UART接口，接口標(biāo)準(zhǔn)RS232/RS