基于FPGA的智能營區(qū)防沖擊系統(tǒng)設(shè)計
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1．3 智能營區(qū)防沖擊系統(tǒng)的硬件平臺設(shè)計
目前，應(yīng)用于模式識別、系統(tǒng)測速等設(shè)計方案大都采用兩片甚至更多微處理器的主從式結(jié)構(gòu)，一片負(fù)責(zé)高速數(shù)據(jù)采集任務(wù)，一片負(fù)責(zé)完成復(fù)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)有模擬線圈感應(yīng)設(shè)計、車牌自動識別設(shè)計、汽車紅外光測速設(shè)計等，考慮到營門區(qū)車流量較小，數(shù)據(jù)處理流量不大，但系統(tǒng)模塊化程度高等特點(diǎn)，結(jié)合FPGA+DSP結(jié)構(gòu)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(nèi)置有25×18MAC，能夠在資源使用率低于50 ％的情況下實(shí)現(xiàn)單精度浮點(diǎn)運(yùn)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(qiáng)、DSP計算能力更大、簡化了外部接口設(shè)計、成本進(jìn)一步降俯。因此根據(jù)既要完成系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)采集任務(wù)，也要完成復(fù)雜的信號處理的要求，該芯片達(dá)到系統(tǒng)需求，符合成本低、重量輕、功耗小等要求。
1．4 虛擬線圈感應(yīng)設(shè)計
為提取車輛信息，防止移動目標(biāo)混淆系統(tǒng)工作，產(chǎn)生錯誤判斷，采用一種虛擬線圈識別車型的方法。該方法將檢測線與虛擬線圈相結(jié)合，對提取的移動信息進(jìn)行預(yù)處理，以觸發(fā)線檢測到達(dá)預(yù)先設(shè)置位置的移動目標(biāo)，然后觸發(fā)虛擬線圈來提取移動目標(biāo)特征，通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來識別出是否為車，是車判斷“1”，系統(tǒng)進(jìn)入下一步工作，不是車判斷“0”，系統(tǒng)復(fù)位，降低了系統(tǒng)出錯率，達(dá)到系統(tǒng)正常工作的目的。
觸發(fā)線是在圖像序列的適當(dāng)位置設(shè)置一個平行條狀的線型，當(dāng)有車輛進(jìn)入觸發(fā)線時，通過當(dāng)時觸發(fā)線位置的像素與相應(yīng)背景圖像觸發(fā)線位置的像素比較，如果觸發(fā)線位置像素灰度值變化大于一定的閾值，就認(rèn)為檢測到車輛到達(dá)檢測線的位置。如圖3所示。本文引用地址：http://2s4d.com/article/191362.htm
在圖3中，紅色方塊代表著虛擬線圈。虛擬線圈就是在圖像上設(shè)置一系列由N×N像素大小組成的方塊。由于車輛到達(dá)觸發(fā)線，觸發(fā)線檢測到2條黑色平行線間的像素變化，所以發(fā)出觸發(fā)信號。當(dāng)接收到檢測線的觸發(fā)信號時，可通過當(dāng)前幀與背景圖像的虛擬線圈位置的比較來判斷每個小線圈是否有車輛占據(jù)。如果大于一定閾值可判斷有車占據(jù)，并通過長、寬和面積可判斷出具體車型。
1．5 車牌自動識別設(shè)計
汽車牌照自動識別是該系統(tǒng)主要功能模塊之一。其功能是利用車牌是車輛身份的惟一標(biāo)識的思想概念來智能識別和統(tǒng)計車輛。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)，通過對車輛圖像的采集和處理，獲得車輛的數(shù)字化信息，以決定該車是否為本單位車輛。
車牌自動識別模塊由車牌圖像的捕獲，車牌識別，識別結(jié)果處理等部分組成。車牌圖像捕獲 主要是利用圖像采集裝置將攝像機(jī)所采集的圖像信息有效的傳輸至車牌識別系統(tǒng)內(nèi)部，以便進(jìn)行進(jìn)一步的識別與處理。
車牌識別 是指當(dāng)采集到的車牌圖像傳輸?shù)教幚砥鱔C5VSX50T芯片的DSP48e處理模塊后，進(jìn)行車牌的精確定位、濾波去噪處理、字符分割、字符識別等步驟，通過車牌識別模塊的核心識別算法來識別處車輛牌照的信息。如圖4所示。
識別結(jié)果處理 識別結(jié)果由DSP發(fā)出后經(jīng)過FPGA系統(tǒng)內(nèi)部本單位車輛數(shù)據(jù)庫的對比，進(jìn)行驗(yàn)證。是本單位車輛，放行，系統(tǒng)復(fù)位；不是本單位車輛，進(jìn)入下一步驟。
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