基于视频的车辆异常行为检测系统设计与开发

摘要

市场经济的飞速发展，带动人民生活水平显著提升，随之带来机动车数量激增。汽车方便了出行同时也带了各种危险，特别在高速公路上，更加容易产生交通隐患，因此建立高效的智能交通系统迫在眉睫。作为智能交通系统的一部分，车辆异常行为检测有着重要的研究意义和实用价值。
　　本文重点研究高速公路上车辆异常行为检测系统，从硬件设计和算法设计两个方面着手。由于处理对象是视频，需要强大的计算能力才可以保证实时性。为此设计了“双DSP+双FPGA”的视频处理平台设计方案。这一设计采用2片ADI公司TigerSHARC系列——ADSP TS201芯片作为核心处理器;两片Xilinx公司的Spartan-6系列FPGA芯片XC6SLX100-3CSG484I，作为通信传输和接口控制的核心处理器。算法用帧差法提取目标车辆，基于区域的目标跟踪方法对检测目标进行实时稳定跟踪，对超速、逆行和违停3种常见交通违法行为进行识别。
　　实验证明，本文设计的基于“双DSP+双FPGA”的车辆异常行为检测系统，能够较好进行高速公路车辆异常行为识别，满足设计要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 视频硬件平台研究现状

1．2．2 车辆异常检测算法研究的研究现状

1．3 论文的主要内容

第2章 车辆异常行为检测系统总体设计

2．1 引言

2．2 车辆异常行为检测系统硬件总体设计

2．3 车辆异常行为检测系统功能方案设计

2．4 本章小结

第3章 车辆异常行为检测系统硬件设计

3．1 引言

3．2 通用视频处理平台

3．3 系统总体结构及芯片选型

3．3．1 系统总体结构

3．3．2 系统重要芯片选型

3．4 硬件电路设计

3．4．1 FPGA外围电路设计

3．4．2 DSP外围电路设计

3．4．3 视频输入输出设计

3．4．4 DSP、FPGA间链路口通信设计

3．4．5 串口设计

3．4．6 系统时钟

3．4．7 系统电源

3．5 本章小结

第4章 车辆异常行为检测系统功能及算法设计

4．1 引言

4．2 图像预处理

4．3 基于帧差法的车辆检测

4．4 基于区域跟踪法的车辆跟踪

4．5 车辆异常行为识别

4．5．1．逆行识别

4．5．2．超速识别

4．5．3．违停识别

4．5．4 实验分析

4．6 本章小结

第5章 车辆异常行为检测系统调试

5．1 开发环境和相关技术介绍

5．1．1 软件介绍

5．1．2 硬件调试

5．2 基础接口程序模块化调试

5．3 TS201链路口和DMA传输

5．4 SDRAM接口

5．5 时钟芯片DS12887读写

5．6 应用程序固化

5．7 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 课题展望

参考文献

致谢