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基于NiosⅡ软核的车辆牌照识别系统研制

作者:时间:2010-02-04来源:网络收藏
智能交通管理是21 世纪道路交通管理的发展趋势。利用网络和GPRS 通信, 自动监控能够自动、实时地检测汽车, 从而实现道路交通智能化管理。由于传统的PC机+ 算法的设计结构体积大, 不能满足便携的要求, 更不适合露天使用; 而采用通用的DSP 芯片组成的, 外围电路较复杂, 设计与调试都要较长的时间, 且系统的可扩展性不好。利用32 位处理器在FPGA 上完成设计, 减小了系统的体积, 而且在PC机上开发的程序可移植到 Ⅱ处理器上, 实现了片上系统。采用 Ⅱ处理器的自定义指令, 用硬件实现部分算法, 大大提高了数据的处理速度, 保证了较好的实时性。在外围电路不变的情况下, 通过更新FPGA 内部的电路设计, 能使系统功能升级和增强。下面介绍一种Nios Ⅱ系统的自行

1  系统功能设计

牌照自动识别监控系统根据具体应用场合可以定制为不同的功能, 而且不同的功能只需要在Nios 中写入相应的C 语言程序即可, 无需重做硬件板, 非常方便。下面就其在高速公路收费站中的应用进行功能设计。

1) 图像采集 在收费站处, 摄像头监视通道口车辆来往情况, 当车辆过来时, FPGA 系统板捕捉到地感线圈由于磁场的变化而产生的触发信号, 来控制采集卡采集车辆图像。采用地感线圈的优点上检测正确率高(只有车辆经过时, 地感线圈才会产生触发信号) , 这时可以保证抓到的图像中有车辆牌照信息。

2) 牌照识别 采集到图像后就要进行牌照区域的提取, 其中以包括图像的彩色图到灰度图变换、灰度拉伸、牌照区域分割、牌照几何位置的调整等。牌照区域提取后再进行牌照图像二值化、牌照字符分割以及牌照字符的识别。

3) 数据通信 根据实际情况选择用以太网或GPRS 把识别结果发送到主控制站。在有以太网连接的条件下优先选用以太网连接, 可以提供相对较高的传输速率和可靠性, 在没有以太网连接的条件下选用GPRS 连接进行通信。

2  系统构成与实现

本系统中的硬件包括GPRS 模块、高分辨率CCD 摄像机、CCD 自动亮度控制器、视频采集卡、FP2GA 系统板。系统的硬件结构如图1 所示, 可以看到在一片FPGA 中包含了Nios Ⅱ处理器、SRAM 控制器、SDRAM 控制器、UART 以及采集卡控制器和外扩SRAM 控制器、用户指令模块。这也正体现了NiosⅡ的优势, 将很多资源集中在FPGA 中, 根据用户的需要来定制, 更改也变得非常容易。



图1  系统硬件框图
  

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