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项目信息
项目名称:基于FPGA的智能交通车牌定位与识别  
项目信息:
应用领域:消费类电子
设计摘要:
车牌识别(Vehicle License Plate Recognition,VLPR) 是现代智能交通系统中的重要组成部分之一,它以数字图像处理、模式识别、计算机视觉等技术为基础,应用十分广泛。本系统以FPGA为框架,确定系统总体设计方案和具体电路结构。对摄像机所拍摄的车辆图像或者视频序列进行分析,得到每一辆汽车唯一的车牌号码,从而完成识别过程。
通过一些后续处理手段可以实现停车场收费管理,交通流量控制指标测量,车辆定位,汽车防盗,高速公路超速自动化监管等等功能。对于维护交通安全和城市治安,防止交通堵塞,实现交通自动化管理有着现实的意义。
系统原理和技术特点:

   本项目设计的车牌识别系统主要分为两个主要的模块,一个是软件实现车牌识别算法模块;另一个就是将车牌算法和XILINX的FPGA结合实现算法在FPGA上运行的硬件模块。


车牌算法的软件实现主要包括以下两个主要的技术:

(1) 车牌定位算法设计

 目前车牌定位的方法很多,最常用的有基于边缘检测的方法、基于彩色分割的方法、基于小波变换的方法、基于遗传算法的方法、基于数学形态的方法和基于灰度图像纹理特征的分析方法等等。每种方法都有其独有的优势,每种方法也都存在在不足。例如边缘检测的方法,该方法定位的准确率高反应时间短,但是若外界干扰较大则定位不准确,同时该方法要先进行图像的预处理,这是是非耗费时间和复杂的,故该方法并不适合在当前资源有限的FPGA上进行实现。故经过综合考虑各类算法实现的复杂程度、运行速度以及准确率,我们最终决定采用基于彩色分割的车牌定位方法。该算法定位较为准确并且不需要事先对图像进行过多预处理,虽然算法本身也存在缺陷需要改进,但是已经能够满足只进行车牌识别的条件。


(2) 车牌字符识别研究与实现
   车牌字符识别实际上就是对车牌上的汉字、字母、数字进行准确确认的过程。车牌字符识别实际上是依附在车牌上的印刷体文字的识别,能否正确识别不仅是文字识别技术的问题,还要考虑其载体—车牌区域的影响。车牌字符识别技术是文字识别技术与车牌图像自身因素协调兼顾的综合性技术。由于摄像机的性能、车牌的整洁度、光照条件、拍摄时的倾斜角度及车辆运动等因素的影响使车牌中的字符可能出现比较严重的模糊、歪斜、缺损或污迹干扰,这些都给字符识别带来了难度。
  

   在对车牌识别的算法进行研究和在计算机上调试成功后,就要将实现算法的代码移植到FPGA开发板上进行实际应用处理。在将算法移植开发板的过程中涉及以下主要问题:


   A, FPGA开发板硬件配置。我们要将待识别的图像放入FPGA内部进行处理,然后还要能够知道处理后的图像是否满足要求(如定位出来的图像的上下两行的坐标和左右两列的坐标),这就需要除了加入传统的BRAM,microblaze等核心模块之后还要加入CF(闪存)模块,串口模块等。
   B, FPGA内存配置。总所周知,FPGA是现场可编程逻辑器件,他的原理是基于查找表的结构,在FPGA内部很多模块都可以通过自己编写来生成,因此其资源异常丰富,也就导致了其对内存使用的要求要非常高,这样才能高性能的实现各种应用模块的正常工作。
   C, FPGA软核专用函数以及FPGA工作大小尾端转换问题。我们要将在计算机上实现的算法进行移植,那么就必须要考虑不同硬件的处理器的运行模式,支持的函数库等问题。在FPGA上可以进行C语言的移植,但是为了提高在开发板上的运行性能减少存储空间,使用FPGA专用的一些函数就显得非常必要,同时在FPGA开发板上进行处理的时候,数据存储和读取的大小尾端问题也要考虑,否则将会得不到正确的结果。
    D, 将算法综合成为固化的IP核。由于本项目主要是面向于应用,那么就必须要体现FPGA在智能交通上的优势,FPGA最强大的优势就是它具有现场可编程能力。换句话说就是用户需要什么功能,我们就可以将该功能算法实现然后在FPGA现场生成一个固定的硬件模块,而这个模块就是专门用来实现用户需求的功能的。这在软硬结合的灵活性和开发周期速度上是无可比拟的。

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系统框图:OPENHW11_2011_1823系统框图.jpg
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系统框图:OPENHW11_2011_1823系统软件流程图.jpg
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系统框图:OPENHW11_2011_1823系统硬件流程图.jpg
计划书:OPENHW11_2011_1823-基于FPGA的智能车牌识别系统技术论文.doc [3.6 MB]
当前项目状态: 完成
参赛信息:
指导老师姓名: 吴桂兴
指导老师职称: 讲师
学校: 中国科学技术大学
研究方向: SOC设计
参赛情况: 第三届OpenHW开放源码硬件与嵌入式大赛
需求信息:
拟采用的平台:Virtex-5 OpenSPARC 评估平台
是否需要设计扩展板?
需要的基本功能:
最新版本:
暂无发布的版本信息   了解目前项目的开发进度
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