交通灯论文-余飞-02.26.docVIP

基于视频控制的智能交通灯 摘要：本文介绍了一种基于视频监控的智能交通灯，该交通灯由视频采集、图像处理和控制模块组成。由FPGA控制图像传感器采集视频图像，并由DSP对视频图像在线实时分析，利用卡尔曼滤波原理进行背景图像的更新，对差分图像应用OTSU算法得到前景数据，最后利用模糊算法预测下一时刻的车流量并对交通灯进行控制。本系统以自动视频监控技术为核心，以实时单点自适应控制为基本目的，以网络集中控制为扩展目标，来完成对不同时段不同类型车流的智能自动控制。 关键字：交通灯 视频采集 卡尔曼滤波 模糊控制 //?英文摘要要改，因为中文的改了…… //还有关键字也改了，把神经网络换成了模糊控制 ABSTRACT：This paper describes a video surveillance based on intelligent traffic lights, the traffic lights by the video acquisition, image processing and control module. Collected from the digital camera intersection traffic information and real-time video image analysis, followed by the analysis results to control the traffic lights, you can also pass by the network interface information, the realization of regional automatic control. An automated video surveillance technology as the core, real-time adaptive control of a single point as the basic purpose, goals for the expansion of the network centralized control, to complete the traffic of different types at different times of the intelligent automatic control. KEY：Traffic Light Video Capture Kalman Filter neural network 1 引言 智能交通灯是未来交通管理和车流量控制的发展方向，通过它可以更高效地对交通流进行限制、调整、疏导以改善通行效率、保障交通安全。 目前常用的交通灯控制方式主要有定时分配控制方式、电磁感应控制方式和监控室控制方式。定时分配控制方式成本低但是不能实现智能控制；电磁感应控制方式虽然能实现自动控制，但是设备安装麻烦，稳定性不佳；监控室控制方式灵活高效，但是需要人工干预，工作量大。 本设计通过综合目前各种交通灯的利弊，针对国内车辆种类多、随机性大、影响因素多等实际情况，提出一套完整的新型的基于视频监控的智能交通灯设计方案，该交通灯由视频采集[1-2]、图像处理[3-4]和控制模块[5-6]组成，使用FPGA核心搭建专用高速视频采集模块，使用DSP处理器进行实时图像运算，通过图像算法提取车流量信息，最终结合模糊算法实现智能控制。 本系统完成了一种新型智能交通灯的设计，分为视频采集模块、视频分析模块和控制模块三部分，该系统把精简性、高效性、智能性和实用性进行了极大的集成。其系统结构框图如图1所示： 图1 系统结构框图 视频采集模块以FPGA为核心，其高速并行的逻辑运算能力用于控制CMOS图像传感器的时序，并高效地存储和传输图像数据。 图像处理模块以DSP为核心，其丰富的硬件运算部件和加强的CPU多总线结构用来实时处理图像数据、分析交通流量状态。 控制模块主要由软件控制算法和DSP端口组成，这种预留的控制接口外接上不同的驱动电路即可控制不同规格的信号灯。 3 视频采集模块 视频采集模块结构框图如图2所示，整个模块以FPGA为核心，外围扩展了CMOS图像传感器以及SDRAM存储器。 CMOS图像传感器ov7660的控制信号端和数据信号端直接与FPGA相连，通过近400个状态机精确完成ov7660各类指令的时序操作 为了协调各模块的处理速率，采集过程以帧为单位对图像数据进行缓存，在SDRAM中开辟缓存空间存储当前帧和前一帧，在当前帧写入的时候进行前一帧读取。 DSP通过EMIF接口将FPGA模拟为外部SRAM进行图像帧读取。 该信号链路精简高效，极大地发挥了FPGA时序控制优势，并通过优化缓存方案提高了数