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基于FPGA的公交专用车道检测系统的设计与实现
| 论文题名： | 基于FPGA的公交专用车道检测系统的设计与实现 |
| 关键词： | 公交专用车道;视频检测系统;现场可编程门阵列;图像处理 |
| 摘要： | 视频车辆检测技术是当今交通领域的研究和应用热点。融合了图像处理、计算机技术、人工智能等多学科先进技术，在信息处理方面优势明显，未来的发展潜力巨大。基于视频的车辆检测技术与传统的车辆检测方法相比，有着无可比拟的优点。计算机视觉为交通系统提供了更为直观方便的分析手段，交通环境中大量的信息来源于视觉，用计算机视觉技术来处理是一种自然的选择。它对于缓解交通阻塞，提高道路通过率，减少事故的发生具有重要的现实意义。基于FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)的系统，可以充分利用硬件上的并行性，从本质上改善图像处理的速度，使得对大数据量的图像处理达到实时性。同时使用SOPC(System On a Programmable Chip)技术可以使设计灵活、可裁减、可扩充、可升级。 本文设计了一个基于FPGA的公交专用车道检测系统，采用Altera公司的DE2开发板作为硬件平台，配合以CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补氧化金属半导体)图像传感器对环境进行实时监控，VGA(Video Graphic Array，显示绘图阵列)显示器对监控环境进行显示，当有社会车辆进入到监控道路时，则在显示器上以红色矩形框标示非法入侵车辆，以提示监控人员进行处理。 整个系统采用软件和硬件协同方式实现的。硬件方面:首先系统在总体需求分析基础上，设计和实现了各个模块，包括图像采集模块，SDRAM(Synchronous Dynamic RAM，同步动态随机存取存储器)模块，图像显示模块和车辆检测模块。通过在QuartusⅡ软件中编写Verilog HDL实现硬件系统，然后利用QuartusⅡ中的SOPC Builder搭建车辆检测模块，最后用QuartusⅡ构建整个硬件系统。算法方面:首先采用霍夫变换对车道进行识别，确定识别区域，然后采用帧间差分算法和腐蚀膨胀算法对车辆进行检测、线段编码分割算法进行车辆区域分割，最后提取各分割区域车辆的特征与模板进行匹配输出结果。软件方面:在NiosⅡ IDE环境下采用C语言对算法进行了编程并调试。经过一段时间的调试和运行，系统达到了较好的效果。 |
| 作者： | 董雪 |
| 专业： | 电路与系统 |
| 导师： | 李景宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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