当前位置:主页 > 科技论文 > 软件论文 >

基于Zynq的运动车辆检测与跟踪系统设计

发布时间:2018-05-11 15:39

  本文选题:Zynq + 软硬件协同设计 ; 参考:《大连海事大学》2017年硕士论文


【摘要】:智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)是目前交通运输方向正在研究和普遍关注的课题,其中运动车辆检测与跟踪系统是ITS的重要研究内容。因此,研究体积小、功耗低、速度快的运动车辆检测与跟踪系统具有重要的意义。本系统采用的是Xilinx公司Zynq-7000系列全面可编程片上系统平台,片内集成了双核ARM Cortex-A9处理器和Xilinx 7系列FPGA,采用软硬件协同设计方法,将图像采集、车辆检测与跟踪、显示集合到一个嵌入式系统中。车辆检测方面,利用Xilinx高级开发工具Vivado HLS(High-Level Synthesis)完成图像预处理算法,并利用此工具把改进的三帧差分法的运动目标检测算法成功移植到FPGA中。车辆跟踪算法方面,对运动车辆求取最小外接矩、质心、速度作为目标特征,建立Kalman滤波器运动模型,预测被跟踪车辆在下一帧中可能出现的位置,并确定搜索范围,再结合基于欧式距离的匹配算法,完成运动车辆的跟踪。本设计完成的主要工作包括:(1)用高层次综合工具Vivado HLS设计了改进的三帧差分法的运动目标检测算法的硬件加速IP核,包括直方图均衡化、高斯滤波、噪声去除、Sobel边缘检测、形态学处理以及帧差图像预处理算法。(2)利用Vivado工具,以图形界面化的方式,进行硬件工程设计,主要包括Zynq处理器、AXI互联、VDMA、HDMI以及硬件加速IP核等模块。(3)在ZedBoard平台上搭建嵌入式Linux系统,主要包括Linux系统移植、交叉编译环境的搭建以及FFmpeg+OpenCV库和Qt库的移植等。(4)在ARM部分实现系统软件设计,主要包括VDMA IP核和硬件加速IP核驱动程序设计,Kalman滤波器跟踪算法的实现,以及建立Qt软件执行操作界面的设计等。本系统设计采用软硬件协同设计的方法完成了基于Zynq的运动车辆检测与跟踪,具有实时性好、跟踪效果好和界面友好等特点,达到了很好的预期效果。
[Abstract]:Intelligent Transportation system (ITS) is an important research topic in the field of transportation, in which moving vehicle detection and tracking system is an important research content of ITS. Therefore, it is of great significance to study the moving vehicle detection and tracking system with small size, low power consumption and high speed. The system adopts Xilinx Zynq-7000 series comprehensive programmable system platform, which integrates dual-core ARM Cortex-A9 processor and Xilinx 7 series FPGA. it uses hardware and software co-design method to collect image, detect and track the vehicle. Display is assembled into an embedded system. In the aspect of vehicle detection, the image preprocessing algorithm is completed by Xilinx advanced development tool Vivado HLS(High-Level synthesis, and the improved three-frame differential algorithm of moving target detection is successfully transplanted into FPGA. In the aspect of vehicle tracking algorithm, the minimum external moment, centroid and velocity of moving vehicle are taken as the target features, the motion model of Kalman filter is established, the possible position of the tracked vehicle in the next frame is predicted, and the search range is determined. Combined with the Euclidean distance matching algorithm, the tracking of moving vehicles is completed. The main work of this design includes: (1) using high-level synthesis tool Vivado HLS to design the hardware accelerated IP core of the improved three-frame differential algorithm for moving target detection, including histogram equalization, Gao Si filtering, noise removal and edge detection. Morphological processing and frame difference image preprocessing algorithm. 2) the hardware engineering design is carried out by using Vivado tool and graphical interface. The embedded Linux system is built on the ZedBoard platform, including the Zynq processor, the VDMA-HDMI and the hardware accelerated IP core. It mainly includes the transplantation of the Linux system. The cross-compiling environment and the transplantation of FFmpeg OpenCV library and QT library are used to realize the software design of the system in ARM, including the design of VDMA IP core and hardware accelerated IP core driver, and the realization of Kalman filter tracking algorithm. And QT software implementation interface design. The system adopts the method of hardware and software co-design to complete the detection and tracking of moving vehicles based on Zynq, which has the characteristics of good real-time, good tracking effect and friendly interface, and achieves a good expected effect.
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U495;TP391.41

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张文溥;;视频车辆检测技术及发展趋势[J];中国人民公安大学学报(自然科学版);2010年01期

2 刘珠妹;刘亚岚;谭衢霖;任玉环;;高分辨率卫星影像车辆检测研究进展[J];遥感技术与应用;2012年01期

3 钱志明;杨家宽;段连鑫;;基于视频的车辆检测与跟踪研究进展[J];中南大学学报(自然科学版);2013年S2期

4 汤灏;张峰;;车辆检测技术的选用[J];中国交通信息产业;2004年03期

5 文学志;赵宏;王楠;袁淮;;基于知识和外观方法相结合的后方车辆检测[J];东北大学学报(自然科学版);2007年03期

6 刘振华;黄磊;刘昌平;;一种基于视频图像处理的车辆违章检测算法[J];公路交通科技;2012年02期

7 杨阿丽;刘峡壁;魏雪;万玉钗;;用于交通治安卡口的全天候视频车辆检测方法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2012年03期

8 魏凯;盛建平;熊凯;;基于阴影特征的前向车辆检测和测距方法研究[J];机械设计与制造;2013年02期

9 郭磊;李克强;王建强;连小珉;;一种基于特征的车辆检测方法[J];汽车工程;2006年11期

10 李光才;;一种改进的背景重建与更新方法[J];中国水运(下半月);2008年05期

相关会议论文 前10条

1 钱志明;杨家宽;段连鑫;;基于视频的车辆检测与跟踪研究进展[A];2013年中国智能自动化学术会议论文集(第五分册)[C];2013年

2 闻育;潘霓;;基于磁偏角的车辆检测的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

3 杨阿丽;刘峡壁;魏雪;万玉钗;;用于交通治安卡口的全天候视频车辆检测方法[A];全国第22届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2011)暨全国第3届安全关键技术与应用(SCA·2011)学术会议论文摘要集[C];2011年

4 杨淼;;基于卡尔曼滤波的电子警察系统车辆检测算法[A];2011年全国电子信息技术与应用学术会议论文集[C];2011年

5 蒋大林;马军强;;基于视频的车辆检测与跟踪方法综述[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年

6 邹月娴;王一言;关佩;杨华;陈维荣;;复杂视频背景中的运动车辆检测技术[A];第四届和谐人机环境联合学术会议论文集[C];2008年

7 李舜酩;缪小冬;;视觉车辆检测方法的研究进展及展望[A];2009全国虚拟仪器大会论文集(二)[C];2009年

8 王忠耀;任青春;王少华;郭春生;;基于红外视频的车载行人车辆检测系统[A];浙江省电子学会2013学术年会论文集[C];2013年

9 孙明;孙红;;智能交通系统中车辆的图像检测方法研究[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第三分册[C];2005年

10 吴嵘;何培宇;徐自励;段文锋;刘珂含;;一种去背景的车辆检测与跟踪快速算法[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 何雪峰;宿州简政放权助推县域经济[N];安徽日报;2009年

2 记者 贾瑞芳;检车进企业 温暖送到家[N];河北经济日报;2009年

3 郑利平;湖州车辆检测科研项目通过鉴定[N];中国交通报;2004年

4 张广明;运用高新技术审验运输车辆[N];巴彦淖尔日报(汉);2007年

5 张奇 李小洁;车辆检测,,为何招来怨声一片[N];检察日报;2002年

6 本报记者 侯莎莎;车辆年检强制免费换牌钉[N];北京日报;2012年

7 奚荣武 顾刚;昆山:1100万元加强卡口监控[N];人民公安报;2009年

8 见习记者 黄鹏飞;检测要细之又细,事故要坚决压降[N];法治快报;2006年

9 记者 杨耀青;车辆检测更加公正透明[N];西安日报;2011年

10 张贵峰;车检改革应将交通部门纳入其中[N];法制日报;2014年

相关博士学位论文 前8条

1 刘培勋;车辆主动安全中关于车辆检测与跟踪算法的若干研究[D];吉林大学;2015年

2 张伟;基于视觉的运动车辆检测与跟踪[D];上海交通大学;2007年

3 徐琨;交通视频监控中的车辆检测与跟踪方法研究[D];长安大学;2009年

4 李博;基于层次性与或图模型的车辆检测与解析[D];北京理工大学;2015年

5 王曾敏;小波图像融合算法及其在视频车辆检测系统中的应用研究[D];天津大学;2009年

6 许洁琼;基于视频图像处理的车辆检测与跟踪方法研究[D];中国海洋大学;2012年

7 严捷丰;交通视频监控中的车辆检测与分割方法研究[D];中国科学技术大学;2008年

8 李卫江;基于线阵CCD成像交通信息采集和检测技术的研究[D];长安大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 何志强;基于地磁的无线车辆检测系统研究[D];华南理工大学;2015年

2 王齐;车辆检测与样本采集系统的研究与设计[D];延边大学;2015年

3 马蓓蓓;基于HOG特征的车辆检测技术研究[D];华南理工大学;2015年

4 张双;基于嵌入式技术的物流跟踪及车辆检测系统设计[D];昆明理工大学;2015年

5 郭敏;基于高速公路大货车违法占道监测系统的车辆检测与跟踪研究[D];西南交通大学;2015年

6 冯乐;基于AMR传感器的车辆信息采集系统[D];天津理工大学;2015年

7 张骁;基于3D空间多部件模型的车辆检测方法研究[D];长安大学;2015年

8 赵倩倩;基于目标特征点跟踪与聚类的车辆检测算法研究[D];长安大学;2015年

9 田苏慧敏;基于视频图像处理的车辆检测与车流量统计平台的设计实现[D];宁夏大学;2015年

10 王成坤;混合交通流两轮车辆的视频检测研究[D];江西理工大学;2014年



本文编号:1874551

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/1874551.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户d0bda***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com