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本课题研究的基于FPGA平台的停车场视频车位检测装置是停车场管理信息系统的重要组成部分,在FPGA平台上以硬件算法实现了停车场车位检测的功能。同时该系统由于是基于硬件算法的系统,在系统性能和运算速度上比运行软件算法的系统具有先天优势。在停车场管理信息系统中,车位信息是最基本的信息,也是停车诱导的基础,停车场的车位检测是停车场管理信息系统的关键技术之一。
该系统是基于FPGA平台的设计,采用Xilinx公司的Vertix-4 FPGA作为系统的核心。系统可分为图像采集控制、图像预处理、车位检测算法和输出三部分。其中图像采集控制和图像预处理部分由I2C接口配置模块、图像有效数据提取模块、异步FIFO模块、SDRAM图像帧存储控制模块组成;车位检测硬件算法部分由方差和相关度模块、梯度计算模块、求取边缘点模块以及联合判决模块几个部分组成。系统设计的大致流程是:由I2C接口配置模块对图像数据采集芯片SAA7113进行初始化配置和控制,SAA7113将由CCD摄像头采集到图像数据经过A/D转换后成为数字视频流信号,该信号首先经过异步FIFO缓存,后经图像有效数据提取模块保留有用的图像信息存入SDRAM,SDRAM由帧存储控制模块进行初始化和读写控制;之后图像数据进入车位检测算法部分,在该部分中,由方差和相关度模块以及边缘点模块计算出相应的方差、相关度以及边缘点密度数据值后送入联合判决模块,在该模块中根据各参数的阈值进行比较判定车位有车没车,并在输出显示模块中显示结果。
本文还对车位检测的硬件算法从算法到硬件特征再到设计流程各个角度入手进行了优化,使系统性能有了更大的提高。最后对软件算法和硬件算法的系统分别进行了整体测试,介绍了测试方法并给出了测试数据。通过对测试数据的分析和软硬件算法系统的比较表明,该基于FPGA.算法的系统达到了设计的要求。整个系统的识别率高,运算速度较软件算法的系统提高了十多倍,达到了实际应用中的实时性要求。
另外,本文设计的系统还需进一步改进,使其在系统性能和灵活性方面更加突出,本文最后展望了改进的方向和方法。