基于機器視覺(jué)的公路車(chē)流量檢測系統

　　隨著(zhù)人口數量的增長(cháng)，給交通帶來(lái)的壓力越來(lái)越大，智能交通系統成為近些年研究的熱點(diǎn)。車(chē)流量檢測是智能交通的基礎部分，在系統中占有重要地位。目前有多種方法檢測車(chē)流量，例如:電磁感應裝置法和車(chē)流信息的超聲波檢測法。而實(shí)際上，前進(jìn)中的車(chē)輛速度、種類(lèi)始終變化，所以普遍存在反射信號不穩定，測量誤差大的問(wèn)題。與以上方法相比，基于視頻的車(chē)流量檢測方法具有許多優(yōu)點(diǎn)：從視頻圖像中提取可靠信息，完成道路交通的監視工作，可提高道路、車(chē)輛的自動(dòng)化程度；交通監視控制系統中安裝的視頻攝像機比安裝其它傳感器更經(jīng)濟、且破壞性低；實(shí)際道路交通系統中已經(jīng)安裝了許多攝像機用于道路交通監視和控制，可一舉兩得。

　　現有的傳統視頻檢測方法基于工控機，其算法成熟，且已形成相關(guān)產(chǎn)品。但其也有缺點(diǎn)：一是由于通用CPU沒(méi)有專(zhuān)用的硬件乘法器，故很難實(shí)現圖像的時(shí)實(shí)性處理。二是采用通用工控機，運行Windows系統，成本高，要時(shí)刻關(guān)心機器有沒(méi)死機，系統有沒(méi)感染病毒，操作系統的補丁升級等問(wèn)題?；谝陨蟽牲c(diǎn)，本文提出了基于TMS320DM642(下簡(jiǎn)稱(chēng)DM642 )的嵌入式圖像識別方案，解決了存在的問(wèn)題。

　　車(chē)流量檢測系統的原理

　　車(chē)流量檢測系統的工作原理

　　車(chē)流量檢測系統是由視頻采集、車(chē)流量數字視頻信號處理、不同環(huán)境下車(chē)流量檢測算法、以及車(chē)流量檢測結果輸出等幾部分組成。數字圖像采集部分的核心芯片是TVP5150，它可將模擬視頻信號轉換為數字視頻信號。DM642運行圖像算法對采集進(jìn)來(lái)的圖像進(jìn)行數字圖像處理。車(chē)流量數字視頻檢測算法白天主要是使用改進(jìn)后的幀差法進(jìn)行運動(dòng)檢測，夜間使用車(chē)燈檢測法。按照車(chē)道將采集到的公路圖像化分為四部分，每部分對應一條車(chē)道。在每條車(chē)道中開(kāi)設一個(gè)虛擬線(xiàn)圈(指圖像中一個(gè)矩形檢測區域，統稱(chēng)為虛擬線(xiàn)圈)，當有車(chē)壓過(guò)虛擬線(xiàn)圈時(shí)會(huì )引起虛擬線(xiàn)圈內像素值發(fā)生變化。根據此變化控制I/O口產(chǎn)生每條車(chē)道的相應脈沖，處理后發(fā)出脈沖給公路交通信號機，控制交通燈，從而達到實(shí)現智能交通的目的。同時(shí)，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將車(chē)流量信息傳到監控中心。

　　車(chē)流量檢測系統硬件

　　DM642是德州儀器公司專(zhuān)門(mén)為多路視頻輸入輸出設計的數字信號處理芯片。其運算功能強大，建立在第二代高性能超長(cháng)指令字結構上，可以8條指令并行執行，使這款芯片非常適用于數字圖像處理?？紤]到實(shí)際工作的要求和系統的穩定性，將DM642的主頻設置為600MHz。根據實(shí)際應用環(huán)境和嵌入式系統的需要，系統除了擴展了系統必須的存儲器部分和視頻采集回放部分外，主要擴展了多路數字I/O和異步串口以及網(wǎng)絡(luò )接口功能，方便系統與外部通信。具體硬件實(shí)物如圖1所示。說(shuō)明如下：外擴SDRAM，容量為4M