基于FPGA的智能營(yíng)區防沖擊系統設計
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1．3 智能營(yíng)區防沖擊系統的硬件平臺設計
目前，應用于模式識別、系統測速等設計方案大都采用兩片甚至更多微處理器的主從式結構，一片負責高速數據采集任務(wù)，一片負責完成復雜的信號處理，如FPGA+DSP、ARM+DSP等。本文主要涉及的關(guān)鍵技術(shù)有模擬線(xiàn)圈感應設計、車(chē)牌自動(dòng)識別設計、汽車(chē)紅外光測速設計等，考慮到營(yíng)門(mén)區車(chē)流量較小，數據處理流量不大，但系統模塊化程度高等特點(diǎn)，結合FPGA+DSP結構特點(diǎn)，采用了Xilinx公司Virtex 5系列的
XC5VSX50T芯片。如圖2所示。Virtex 5系列是第一個(gè)充分發(fā)揮了65 nm工藝性能、密度和成本優(yōu)勢的FPGA系列產(chǎn)品，提供550 MHz DSP48ESl-ice邏輯片支持，內置有25×18MAC，能夠在資源使用率低于50 ％的情況下實(shí)現單精度浮點(diǎn)運算。其特點(diǎn)是：速度等級更高、功耗更低、嵌入式處理器能力更強、DSP計算能力更大、簡(jiǎn)化了外部接口設計、成本進(jìn)一步降俯。因此根據既要完成系統控制和數據采集任務(wù)，也要完成復雜的信號處理的要求，該芯片達到系統需求，符合成本低、重量輕、功耗小等要求。
1．4 虛擬線(xiàn)圈感應設計
為提取車(chē)輛信息，防止移動(dòng)目標混淆系統工作，產(chǎn)生錯誤判斷，采用一種虛擬線(xiàn)圈識別車(chē)型的方法。該方法將檢測線(xiàn)與虛擬線(xiàn)圈相結合，對提取的移動(dòng)信息進(jìn)行預處理，以觸發(fā)線(xiàn)檢測到達預先設置位置的移動(dòng)目標，然后觸發(fā)虛擬線(xiàn)圈來(lái)提取移動(dòng)目標特征，通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )來(lái)識別出是否為車(chē)，是車(chē)判斷“1”，系統進(jìn)入下一步工作，不是車(chē)判斷“0”，系統復位，降低了系統出錯率，達到系統正常工作的目的。
觸發(fā)線(xiàn)是在圖像序列的適當位置設置一個(gè)平行條狀的線(xiàn)型，當有車(chē)輛進(jìn)入觸發(fā)線(xiàn)時(shí)，通過(guò)當時(shí)觸發(fā)線(xiàn)位置的像素與相應背景圖像觸發(fā)線(xiàn)位置的像素比較，如果觸發(fā)線(xiàn)位置像素灰度值變化大于一定的閾值，就認為檢測到車(chē)輛到達檢測線(xiàn)的位置。如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/191362.htm
在圖3中，紅色方塊代表著(zhù)虛擬線(xiàn)圈。虛擬線(xiàn)圈就是在圖像上設置一系列由N×N像素大小組成的方塊。由于車(chē)輛到達觸發(fā)線(xiàn)，觸發(fā)線(xiàn)檢測到2條黑色平行線(xiàn)間的像素變化，所以發(fā)出觸發(fā)信號。當接收到檢測線(xiàn)的觸發(fā)信號時(shí)，可通過(guò)當前幀與背景圖像的虛擬線(xiàn)圈位置的比較來(lái)判斷每個(gè)小線(xiàn)圈是否有車(chē)輛占據。如果大于一定閾值可判斷有車(chē)占據，并通過(guò)長(cháng)、寬和面積可判斷出具體車(chē)型。
1．5 車(chē)牌自動(dòng)識別設計
汽車(chē)牌照自動(dòng)識別是該系統主要功能模塊之一。其功能是利用車(chē)牌是車(chē)輛身份的惟一標識的思想概念來(lái)智能識別和統計車(chē)輛。它主要采用先進(jìn)的圖像處理、模式識別和人工智能技術(shù)，通過(guò)對車(chē)輛圖像的采集和處理，獲得車(chē)輛的數字化信息，以決定該車(chē)是否為本單位車(chē)輛。
車(chē)牌自動(dòng)識別模塊由車(chē)牌圖像的捕獲，車(chē)牌識別，識別結果處理等部分組成。車(chē)牌圖像捕獲 主要是利用圖像采集裝置將攝像機所采集的圖像信息有效的傳輸至車(chē)牌識別系統內部，以便進(jìn)行進(jìn)一步的識別與處理。
車(chē)牌識別 是指當采集到的車(chē)牌圖像傳輸到處理器XC5VSX50T芯片的DSP48e處理模塊后，進(jìn)行車(chē)牌的精確定位、濾波去噪處理、字符分割、字符識別等步驟，通過(guò)車(chē)牌識別模塊的核心識別算法來(lái)識別處車(chē)輛牌照的信息。如圖4所示。
識別結果處理 識別結果由DSP發(fā)出后經(jīng)過(guò)FPGA系統內部本單位車(chē)輛數據庫的對比，進(jìn)行驗證。是本單位車(chē)輛，放行，系統復位；不是本單位車(chē)輛，進(jìn)入下一步驟。
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