基于FPGA的交通路口車流量檢測方法研究
摘要:為了使車流在交通路口順暢通過,通常需要統(tǒng)計(jì)一個交通信號燈周期內(nèi)的車流量,以實(shí)現(xiàn)交通信號燈的自動配時(shí)。文中提出了一種交通路口的車流量檢測算法。通過在道路前方設(shè)置檢測線,進(jìn)而統(tǒng)計(jì)檢測線灰度變化的情況,即可統(tǒng)計(jì)出通過的車流量。并對其進(jìn)行FPGA的硬件仿真。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,此方法實(shí)現(xiàn)簡單,運(yùn)算處理速度快,能夠得到較滿意的結(jié)果。
關(guān)鍵詞:交通;車流量;檢測線;FPGA
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城市化進(jìn)程的逐步加快,我國的車輛數(shù)量正在迅速增長,這樣就給城市交通帶來的嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)——交通擁堵。交通擁堵不但使事故發(fā)生率加大,而且也加劇了環(huán)境污染,造成了資源浪費(fèi)。為了緩解交通壓力,減少車輛延誤和環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)智能交通信號控制是建設(shè)資源節(jié)約型社會的必然選擇。
在我國,現(xiàn)如今交通信號控制系統(tǒng)主要采取定時(shí)控制的方式。定時(shí)控制不能根據(jù)車流量自動調(diào)節(jié)紅綠燈時(shí)間,必然會造成車輛延誤及交通擁塞等情況。因此根據(jù)具體的車流量來控制紅綠燈時(shí)間,可有效的分配交通資源,減少交通擁堵。
傳統(tǒng)的基于視頻的車流量檢測方法包括光溜檢測法,幀差法,背景消減法,邊緣檢測法等,這些方法運(yùn)算復(fù)雜,處理數(shù)據(jù)量大,且易受外部環(huán)境的影響。因此文中采取一種設(shè)置檢測線的車流量檢測的方法,通過在車輛行駛的道路前方垂直于道路的方向設(shè)置檢測線,當(dāng)車輛經(jīng)過時(shí)車身陰影會造成檢測線灰度值的劇烈變化,進(jìn)而即可統(tǒng)計(jì)出車流量。該方法簡單易行,且處理的數(shù)據(jù)量小,運(yùn)算速度快,可得到較好的結(jié)果。
1 算法設(shè)計(jì)
1.1 視頻預(yù)處理
預(yù)處理是實(shí)現(xiàn)算法的重要部分,首先將視頻分成幀序列。設(shè)置于交通路口的攝像頭拍攝到的視頻一般是1秒25幀的標(biāo)準(zhǔn)視頻格式,由于車輛一般在交通路口行駛速度不快,故而不需要十分密集的幀序列,為了減少數(shù)據(jù)處理量而又不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,采取隔一幀取一次的方法,這樣數(shù)據(jù)量即成為原來的一半。
將視頻分成圖像序列后,要將其轉(zhuǎn)換成灰度圖像,方可進(jìn)行后續(xù)的工作,如圖1所示。通過大量實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證,轉(zhuǎn)換成灰度圖像后,使用閾值0.4,再進(jìn)行二值化,可以清晰的將車身、車身前的車影與道路明顯的區(qū)分開來,如圖2所示。
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