基于视频的道口交通信息采集与处理系统研究

摘要

随着我国社会经济的不断发展，汽车的拥有量逐年增加，城市交通拥挤的问题越来越突出。为了对道路交通系统进行有效的管理，必须提高道口交通信号控制的智能化程度，为此我们研究设计基于视频的道口交通信息采集与处理系统，这个系统由自行设计的视频采集设备获取图像数据，由DSP芯片完成图像处理和32位嵌入式处理器实施系统控制，交通信息采集的软件部分采用了实时嵌入式操作系统和多种图像处理算法进行实时分析，计算道口车流量，车辆通行速度和排队长度等。 我们对系统的研究分为算法和平台两部分，先利用VisualC++进行基本的车辆检测和跟踪算法的设计与研究，在此过程中，为了解决交通信息采集中的诸多实际问题，还研究设计了背景生成与更新，阴影抑制和车辆运动预测等算法；在算法深入的研究同时，完成了硬件平台的设计和相关系统软件的研究，包括视频采集模块，DSP算法处理平台和系统中央控制模块等。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及本论文使用授权说明

第一章绪论

1.1课题的意义和目的

1.1.1智能交通系统及其发展现状

1.1.2课题研究的必要性和意义

1.2课题研究的内容

第二章课题研究的方法和手段

2.1车辆检测的方法比较

2.1.1基于地面感应线圈的方法

2.1.2基于红外线的方法

2.1.3基于视频图像的方法

2.2基于视频的车辆检测算法比较

2.2.1背景差检测法

2.2.2帧间差分检测法

2.2.3边缘检测法

2.3基于视频的车辆跟踪算法比较

2.3.1匹配跟踪法

2.3.2图形优化法

2.3.3特征跟踪法

2.4图像采集的手段

2.5硬件实现平台比较

2.5.1利用工业控制计算机加插卡形式

2.5.2基于DSP的嵌入式系统

2.6系统的硬件平台方案和开发计划

2.7系统软件的选择

第三章道口交通信息采集系统中的算法

3.1算法验证软件的结构与流程

3.1.1图像显示

3.1.2参数设置

3.1.3参数计算

3.1.4算法处理

3.2视频图像素材的输入

3.3图像标定

3.3.1成像几何模型

3.3.2计算机视觉标定及其近似方法

3.4车辆检测中的算法与实现

3.4.1背景生成与更新

3.4.2图像分割

3.4.3车辆检测

3.4.4阴影抑制

3.4.5车辆检测正确率测试与分析

3.5车辆跟踪算法

3.5.1运动预测

3.6交通信息分析与计算

第四章道口交通信息采集系统平台设计

4.1视频采集卡设计

4.1.1视频采集卡功能概述

4.1.2硬件主体结构框图如下：

4.1.3 SA7111A视频A/D概述

4.1.4 CPLD逻辑设计

4.1.5 EZ-USB概述

4.1.6 EZ-USB固件(Firmware)与驱动程序设计

4.2 DSP算法处理板设计

4.2.1数字信号处理器(DSP)与C54XX性能概述

4.2.2 DSP算法平台的硬件结构与设计实现

4.2.3 DSP引导程序设计

4.3主控制板设计

4.3.1 ARM处理器与S3C44B0X概述

4.3.2主控制板硬件结构与资源分配

4.3.3主控板DMA传输接口设计

4.4系统软件设计

4.4.1实时嵌入式操作系统和uC/OS-Ⅱ概述

4.4.2 uC/OS-Ⅱ在S3C44B0X上的移植

4.4.3处理任务的分配与调度

第五章总结与展望

参考文献

附录

作者攻读学位期间公开发表的论文

致谢