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基于FPGA的智能交通监控前端系统研究与设计
| 论文题名： | 基于FPGA的智能交通监控前端系统研究与设计 |
| 关键词： | 现场可编程门阵列;SDRAM控制器;图像预处理;运动车辆检测;智能交通;仿真验证 |
| 摘要： | 随着社会经济的持续发展，交通密度的持续提高，城市的交通问题越来越严重，依靠人力来协调和监控已经无法满足需要，而智能交通系统在提高交通效率，缓解交通拥堵方面有着显著的作用，因此越来越受到人们的重视。本论文基于FPGA研究并设计了智能交通监控前端系统。论文采用了Altera公司的Cyclone IV系列芯片，实现了在 FPGA上实时处理图像数据的功能，使得交通数据的处理可以就地完成。本文主要做了以下两个方面的工作： 1、交通图像处理方面。首先，为了提高后续交通图像处理的准确度，针对交通图像的特点，设计了以降噪和增强为主的图像预处理。其次，针对交通环境变化较快的特点，在仿真分析传统运动目标检测算法的基础上，通过改进均值背景建模算法，以达到更准确快速的检测运动车辆的目的。再次，为了提高后续交通参数检测的准确度，不仅使用数学形态学消除孤立的噪声点，而且设计了一种两个颜色空间信息互补的阴影抑制算法，对运动车辆的阴影进行抑制。最后，设计了交通流量、道路占有率以及逆行检测算法，对道路中的交通状况进行实时检测。 2、基于FPGA的系统实现方面。首先，设计了I2C模块对图像传感器进行配置，使得图像传感器可以采集到正确的图像数据。其次，为了缓存图像数据，并且使得其他功能模块对图像数据进行读写时，有一个统一的接口，设计了 SDR SDRAM控制器。再次，根据前面对交通图像处理的仿真分析，并根据FPGA自身的结构特点，在设计交通图像处理模块时，对交通图像预处理，运动车辆检测以及车辆阴影抑制均做了并行优化。最后，设计了VGA控制器，将图像数据显示在支持VGA接口的显示器上，以检验处理结果。 所有的视频图像处理算法均在MATLAB中进行了仿真验证，并在FPGA中实现。由于在交通监控中，对参数的设置经常需要调整，并且对系统的可靠性要求较高，因此大部分的功能模块都使用Verilog写成，并设计成为可以独立使用的模块。该系统经过测试验证，能在规定时间内高效的完成工作，对道路中的交通流量、道路占有率以及逆行事件进行实时检测。 |
| 作者： | 邓人菠 |
| 专业： | 模式识别与智能系统 |
| 导师： | 康戈文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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