基于DSP的車輛狀態視頻檢測系統

摘要：論述了視頻檢測在智能交通領域的應用，分析了目前交通信號機系統存在的不足。提出了以TMS320F2812為核心的視頻圖像運動目標檢測方案，并進行了方案的同步信號分離電路、系統總體結構設計，以及信號采樣和數據處理的軟件設計。實驗表明該解決方案設計達到了預期目標，具有較高的準確性。
關鍵詞：交通控制；視頻檢測；運動目標檢測；DSP；TMS320F2812

0 引言
視頻圖像檢測與處理技術在智能交通(ITS)領域中的應用研究已引起了國內外學者廣泛關注，已形成許多研究熱點。目前交通領域視頻檢測技術主要用于車速、車型、車流量檢測，車牌檢測，智能泊車系統、安全監控等方面，有成熟的視頻檢測產品。但在路口交通方案解決、提高路口交通效率方面應用較少。
目前城市交通路口應用較多的是感應線圈檢測方式，但其安裝、維修不便，對道路有破壞，成本高昂。其他可應用的檢測方式，諸如超聲波檢測準確性不高，易受干擾；微波檢測產品的成本較高。
本文設計了基于TMS320F2812的路口車輛狀態視頻檢測系統，實時檢測路口車輛狀態，并將結果反饋回路口信號控制機，便于信號機優化路口信號燈的運行方案。

1 基于視頻檢測的解決方案
1．1 方案的提出
目前大多數城市所使用的交通控制機系統，路口的紅綠燈運行方案基本是固定的。這樣就會出現一種情況，即在某時刻某方向無車，該方向依然是綠燈。若無車的情況可以及時檢測并反饋到控制機，則可以提高交通效率，對此提出了基于TMS320F2812的交通路口車輛狀態視頻檢測系統。
1．2 系統工作原理
系統工作原理圖如圖1所示，圖中監控攝像機安裝于路口斑馬線之前約70 m處(視路口車流量而定，繁忙路口則遠；反之則近)，視頻信號由DSP本身自帶的A／D模塊進行采樣和處理，依據處理結果輸出一個高低電平信號，此信號由路口的控制機在對應路口通行方向為綠燈時進行查詢并記錄。記錄一段時間(數周或數月)之后，便可以依據記錄結果統計優化信號燈運行方案。由于圖像檢測的數據處理量較大，實時性要求高，因此系統設計的處理核心采用TMS320F2812DSP數字信號處理器。

2 系統硬件設計
2．1 復合視頻信號
CCD攝像機輸出完整的視頻信號是1 Vp-p的復合模擬信號，包括圖像信號、同步信號、消隱信號、槽脈沖和均衡脈沖信號。一場圖像時間為20 ms，其中各脈沖寬度如下：行同步4．7 μs；場同步160μs；均衡脈沖2．35μs．槽脈沖4．7 μs；場消隱脈沖1 612μs；行消隱12μs。因此，需要將場消隱信號分離出來作為每一場圖像采集的觸發信號。