基于FPGA高清视频车辆检测系统的设计与实现

摘要

随着汽车数量的急剧增加，城市交通状况日益受到人们的重视。如何有效地进行交通管理，已经成为社会所关注的焦点。基于数字图像处理的交通管理和监控系统有别于传统的感应线圈方法，具有处理速度快、安装维护便捷且费用较低、可监视范围广、可获取更多种类的交通参数等诸多优点，已越来越受到人们的重视。
　　 本文实现了一种基于图像处理方法的车辆检测系统。在分析了基于PC构架和DSP处理器的视频检测系统的弊端的基础上，从可靠性、稳定性、实时性和开发成本等因素考虑，提出了以FPGA芯片作为中央处理器的嵌入式并行数据处理系统的设计方案。采用摄像头拍摄的道路视频，再利用FPGA进行处理，极大的增加了车辆检测的方便性和灵活性。
　　 本系统采用模块化的硬件设计方法，构建了基于FPGA视频车辆检测系统的平台。系统由CMOS图像传感器模块、DDR2SDRAM帧缓存模块、图像预处理及分析检测模块等组成，较好地解决了图像采集、视频分析等问题，并为以后系统功能的扩展奠定了良好的基础。在算法方面，研究了基于视频的视频车辆检测算法，重点讨论如何用FPGA实现背景差分法，提高图像检测速度。在实现方面，研究了这些视频车辆检测算法如何在FPGA系统上硬件实现。
　　 本系统FPGA设计采用VerilogHDL语言实现，并对各个模块给出了状态机及时序设计，进行了功能仿真和性能分析。结果表明本视频车辆检测系统具有较高的检测精度，通过FPGA加速有效地提高了检测速度，具有良好的实时性。