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基于NiosⅡ軟核的車(chē)輛牌照識別系統研制
作者：
時(shí)間：2010-02-04
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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智能交通管理系統是21 世紀道路交通管理的發(fā)展趨勢。利用網(wǎng)絡(luò )和GPRS 通信, 牌照自動(dòng)識別監控系統能夠自動(dòng)、實(shí)時(shí)地檢測車(chē)輛、識別汽車(chē)牌照, 從而實(shí)現道路交通智能化管理。由于傳統的PC機+ 算法的設計結構體積大, 不能滿(mǎn)足便攜的要求, 更不適合露天使用; 而采用通用的DSP 芯片組成的系統, 外圍電路較復雜, 設計與調試都要較長(cháng)的時(shí)間, 且系統的可擴展性不好。利用32 位Nios Ⅱ軟核處理器在FPGA 上完成設計, 減小了系統的體積, 而且在PC機上開(kāi)發(fā)的程序可移植到Nios Ⅱ處理器上, 實(shí)現了片上系統。采用Nios Ⅱ處理器的自定義指令, 用硬件實(shí)現部分算法, 大大提高了數據的處理速度, 保證了較好的實(shí)時(shí)性。在外圍電路不變的情況下, 通過(guò)更新FPGA 內部的電路設計, 能使系統功能升級和增強。下面介紹一種基于Nios Ⅱ軟核的車(chē)輛牌照識別系統的自行研制。
1 系統功能設計
車(chē)輛牌照自動(dòng)識別監控系統根據具體應用場(chǎng)合可以定制為不同的功能, 而且不同的功能只需要在Nios 中寫(xiě)入相應的C 語(yǔ)言程序即可, 無(wú)需重做硬件板, 非常方便。下面就其在高速公路收費站中的應用進(jìn)行功能設計。
1) 圖像采集 在收費站處, 攝像頭監視通道口車(chē)輛來(lái)往情況, 當車(chē)輛過(guò)來(lái)時(shí), FPGA 系統板捕捉到地感線(xiàn)圈由于磁場(chǎng)的變化而產(chǎn)生的觸發(fā)信號, 來(lái)控制采集卡采集車(chē)輛圖像。采用地感線(xiàn)圈的優(yōu)點(diǎn)上檢測正確率高(只有車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí), 地感線(xiàn)圈才會(huì )產(chǎn)生觸發(fā)信號) , 這時(shí)可以保證抓到的圖像中有車(chē)輛牌照信息。
2) 牌照識別 采集到圖像后就要進(jìn)行牌照區域的提取, 其中以包括圖像的彩色圖到灰度圖變換、灰度拉伸、牌照區域分割、牌照幾何位置的調整等。牌照區域提取后再進(jìn)行牌照圖像二值化、牌照字符分割以及牌照字符的識別。
3) 數據通信 根據實(shí)際情況選擇用以太網(wǎng)或GPRS 把識別結果發(fā)送到主控制站。在有以太網(wǎng)連接的條件下優(yōu)先選用以太網(wǎng)連接, 可以提供相對較高的傳輸速率和可靠性, 在沒(méi)有以太網(wǎng)連接的條件下選用GPRS 連接進(jìn)行通信。
2 系統構成與實(shí)現
本系統中的硬件包括GPRS 模塊、高分辨率CCD 攝像機、CCD 自動(dòng)亮度控制器、視頻采集卡、FP2GA 系統板。系統的硬件結構如圖1 所示, 可以看到在一片FPGA 中包含了Nios Ⅱ處理器、SRAM 控制器、SDRAM 控制器、UART 以及采集卡控制器和外擴SRAM 控制器、用戶(hù)指令模塊。這也正體現了NiosⅡ的優(yōu)勢, 將很多資源集中在FPGA 中, 根據用戶(hù)的需要來(lái)定制, 更改也變得非常容易。
圖1 系統硬件框圖
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