视频图像与交通灯智能控制的分析与设计

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随着计算机技术的迅速发展,基于视频图像的交通灯智能控制系统的分析与设计已经成为智能交通领域的热点。常用的车辆检测的方法有很多种,其中基于视频图像处理技术的车辆检测方法近些年来发展很快,因为它具有许多其它检测方法所没有的优点,现已逐渐成为交通灯智能控制系统领域的研究热点之一本文首先介绍了交通灯控制系统的国内外发展趋势及研究现状,阐述了采用的开发平台及其工具,并对目前交通信号灯的基本情况、起源及发展做了大概的介绍。分析比较了目前几种常见的交通信号灯控制系统,以OPENCV为视频图像处理开发包,以VS2010中的MFC为人机交互界面,设计出了一种基于视频图像处理技术的交通灯智能控制系统方案。在车辆检测方法中,对目前已有的车辆检测方法进行了相似分析和比较,并选择采用了基于帧间差分法的混合高斯模型的车辆检测方法。在此基础上,以一个路段的实时视频为研究对象,首先通过背景差分法获取实时车辆视频图像背景,并在背景上绘制实际检测线条;其次对原视频图像进行灰度化和除噪预处理,并设置阈值进行二值化处理,由此分离出视频图像中车辆运动目标的前景和背景图像;最后对其前景进行数学形态学及阴影处理,通过参考在背景上绘制的实际检测线条,在前景上设置相应的虚拟检测线条,从而设计出了一种车流量统计算法。为便于对交通灯进行智能控制,本文分析和介绍了其模型及参数,实现了对交通灯时间动态调整模型的建模及方案的设计,并利用相关交通灯时间动态调整模型,得出相关时间参数值。在交通灯智能控制方案中,硬件开发板选用STC89C52单片机,各模块之间通过nRF905无线通讯芯片进行通信。首先,分析了nRF905的工作原理,将STC89C52单片机与nRF905无线通讯芯片结合起来,构建交通灯智能控制的发射端和接收端,并对交通灯智能控制方案做出了总体设计和数据结构设计。其次,对红绿灯控制器、特殊车辆检测站、主控制器以及上位机运用模块化的设计方案,并对系统软硬件的接口进行了设计。其中,在红绿灯控制器中,因为nRF905与整个系统所用的电压不同,本文采用LM1117-3.3V对两种电压进行统一控制;在特殊车辆检测中,采用LM567集成锁相环解码器芯片对其声音进行频率对比。最后,本文总结了所完成的工作,分析了系统的不足之处,并提出了改进方案。
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