視頻檢測(cè)在智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用解析

摘要：論述了視頻檢測(cè)在智能交通領(lǐng)域的應(yīng)用，分析了目前交通信號(hào)機(jī)系統(tǒng)存在的不足。提出了以TMS320F2812為核心的視頻圖像運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方案，并進(jìn)行了方案的同步信號(hào)分離電路、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及信號(hào)采樣和數(shù)據(jù)處理的軟件設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)表明該解決方案設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，具有較高的準(zhǔn)確性。
　　關(guān)鍵詞：交通控制；視頻檢測(cè)；運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)；DSP；TMS320F2812
　　0 引言
　　視頻圖像檢測(cè)與處理技術(shù)在智能交通（ITS）領(lǐng)域中的應(yīng)用研究已引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注，已形成許多研究熱點(diǎn)。目前交通領(lǐng)域視頻檢測(cè)技術(shù)主要用于車(chē)速、車(chē)型、車(chē)流量檢測(cè)，車(chē)牌檢測(cè)，智能泊車(chē)系統(tǒng)、安全監(jiān)控等方面，有成熟的視頻檢測(cè)產(chǎn)品。但在路口交通方案解決、提高路口交通效率方面應(yīng)用較少。
　　目前城市交通路口應(yīng)用較多的是感應(yīng)線圈檢測(cè)方式，但其安裝、維修不便，對(duì)道路有破壞，成本高昂。其他可應(yīng)用的檢測(cè)方式，諸如超聲波檢測(cè)準(zhǔn)確性不高，易受干擾；微波檢測(cè)產(chǎn)品的成本較高。
　　本文設(shè)計(jì)了基于TMS320F2812的路口車(chē)輛狀態(tài)視頻檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)路口車(chē)輛狀態(tài)，并將結(jié)果反饋回路口信號(hào)控制機(jī)，便于信號(hào)機(jī)優(yōu)化路口信號(hào)燈的運(yùn)行方案。
　　1 基于視頻檢測(cè)的解決方案
　　1．1 方案的提出
　　目前大多數(shù)城市所使用的交通控制機(jī)系統(tǒng)，路口的紅綠燈運(yùn)行方案基本是固定的。這樣就會(huì)出現(xiàn)一種情況，即在某時(shí)刻某方向無(wú)車(chē)，該方向依然是綠燈。若無(wú)車(chē)的情況可以及時(shí)檢測(cè)并反饋到控制機(jī)，則可以提高交通效率，對(duì)此提出了基于TMS320F2812的交通路口車(chē)輛狀態(tài)視頻檢測(cè)系統(tǒng)。
　　1．2 系統(tǒng)工作原理
　　系統(tǒng)工作原理圖如圖1所示，圖中監(jiān)控?cái)z像機(jī)安裝于路口斑馬線之前約70 m處（視路口車(chē)流量而定，繁忙路口則遠(yuǎn)；反之則近），視頻信號(hào)由DSP本身自帶的A／D模塊進(jìn)行采樣和處理，依據(jù)處理結(jié)果輸出一個(gè)高低電平信號(hào)，此信號(hào)由路口的控制機(jī)在對(duì)應(yīng)路口通行方向?yàn)榫G燈時(shí)進(jìn)行查詢并記錄。記錄一段時(shí)間（數(shù)周或數(shù)月）之后，便可以依據(jù)記錄結(jié)果統(tǒng)計(jì)優(yōu)化信號(hào)燈運(yùn)行方案。由于圖像檢測(cè)的數(shù)據(jù)處理量較大，實(shí)時(shí)性要求高，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)的處理核心采用TMS320F2812DSP數(shù)字信號(hào)處理器。
　　
　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
　　2．1 復(fù)合視頻信號(hào)
　　CCD攝像機(jī)輸出完整的視頻信號(hào)是1 Vp-p的復(fù)合模擬信號(hào)，包括圖像信號(hào)、同步信號(hào)、消隱信號(hào)、槽脈沖和均衡脈沖信號(hào)。一場(chǎng)圖像時(shí)間為20 ms，其中各脈沖寬度如下：行同步4．7 μs；場(chǎng)同步160μs；均衡脈沖2．35μs．槽脈沖4．7 μs；場(chǎng)消隱脈沖1 612μs；行消隱12μs。因此，需要將場(chǎng)消隱信號(hào)分離出來(lái)作為每一場(chǎng)圖像采集的觸發(fā)信號(hào)。
　　2．2 場(chǎng)同步信號(hào)分離電路
　　LM1881N是一款視頻同步信號(hào)分離芯片，主要用于NTSC，PAL，SECAM制式，幅度為0．5～2 Vp-p之間的視頻同步信號(hào)分離。LM1881N應(yīng)用電路圖如圖2所示。