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基于FPGA图像处理的交通超视距预警系统
| 论文题名： | 基于FPGA图像处理的交通超视距预警系统 |
| 关键词： | 图像处理;交通预警;运动目标检测;FPGA |
| 摘要： | 随着我国市场经济的迅速发展，国内公路里程和民用汽车的数量逐年增加，交通安全问题受到人们的广泛关注，因此道路智能预警系统的研究越来越受重视。若能在诸如弯道等事故高发路段架设车路协同交通预警系统则可大大减小因为视距受限引发的恶性交通事故，提高特殊路段节点的交通安全性。因此，本课题提出利用嵌入式图像处理技术监测道路盲区并对驾驶员智能预警的研究。 本项目通过对超视距交通预警检测技术原理、方法、性能特点的分析及研究，提出了基于嵌入式图像处理技术的交通超视距道路运动目标检测和声光警示控制方案。本文以车路要素的运动目标检测技术和超视距预警系统的设计为对象，针对基于嵌入式现场可编程门阵列（FieldProgrammableGateArray,FPGA）的车路要素运动目标的检测原理、检测算法、硬件设计和警告系统等关键技术进行研究，设计研发了能够实现特殊交通场景的运动交通元素实时检测和预警的嵌入式系统，对交通场景中诸如弯道、非灯控交叉路口的交通安全管控方面有巨大的现实价值。 在研究基于嵌入式图像处理技术的道路运动目标检测和预警过程中，首先，分析近年来国内外学者在交通安全方面的研究，给出了FPGA检测道路运动元素加ARM控制声光设备发出警告的预警方案。其次，根据系统总体方案与需求选择主控芯片与配套关键器件。再次，分析道路运动目标的特性研究道路运动元素检测的图像处理算法。最后，基于交通预警系统的总体方案、硬件单元及算法逻辑设计实现系统各项功能，系统的道路监测单元基于FPGA的逻辑资源实现，主要功能包括图像采集、图像处理、图像输出以及远程通讯；警示控制单元以ARM为平台，具备远程通讯、消息处理和控制声光警示的功能。 基于上述研究，在实验室搭建交通预警系统实验平台，测试系统的道路监测和声光警示功能，证明了系统的可行性。然后，在实际道路使用实验平台测试道路运动目标检测的准确率。测试结果表明，本课题研究的预警系统能以约85%的准确率实时检测道路运动元素，并根据检测目标的运动方向和数量控制LED屏和音频播放器智能预警，有效减少交通事故、提高道路行车安全。 |
| 作者： | 袁翔 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 胡欣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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