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项目信息
项目名称:基于Zynq平台的车牌定位和识别 (转到SVN--转到TRAC
项目信息:
应用领域:消费类电子
设计摘要:
本项目采用ZYNQ开发板来实现车牌的定位和识别。利用ZYNQ中PS实现linux平台,然后基于linux平台实现USB摄像头,VGA显示,SD卡存取,网络接口等外围功能模块,搭建起图像拍摄、图像存取、识别过程显示的整个硬件环境。对于车牌图像的定位和识别的算法,尽可能的通过PL硬件实现,PL通过AXI总线与PS相连组成一个FPGA+ARM的系统。对于算法我们分为两个部分,分别是特征提取和特征识别。特征提取包括边缘提取和分割字符等,我们会先用matlab进行软件验证,然后使用xilinx system generator尝试进行搭建。对于特征识别的部分,我们现在考虑用神经网络或模板匹配在linux下实现,如果空间速度足够,会考虑移植OPENCV。我们的目标是实现一个较高识别率的车牌识别定位系统。
系统原理和技术特点:

  1.       车牌识别系统的整体设计

       如图1所示, 这是整个系统的整体设计方案,硬件平台除了ZEDBOARD开发板还需要USB摄像头,显示屏等。Processing system部分主要实现整个系统的调度以及模式识别的实现。PS中主要用到USB、网络、UART等基本外设。PS的实现过程大概为首先从摄像头提取图像,可以用DDR3进行缓存方便PLPS的快速读取,以及LCD的显示等。初始的车牌图像通过AXI interconnect总线传入PL部分,进行从图像预处理到特征提取的图像处理过程,处理好后再通过AXI总线传入DDR3中方便PS的提取,在PS中基于linux平台实现识别算法,整个过程可以通过LCD实现,以便清晰地展示整个过程。 

       方案目标,我们会循序渐进的进行试验,从算法的选择到应用的扩展,当图像的识别率及所能识别图片达到一定要求后,我们会开发一个android的应用,通过手机拍摄图像然后通过网络传到zedboard上进行图像处理,最后发回手机做相关应用。

2.       zedboard开发板内部资源

    图2是我们可能用到的zedboard开发板的内部资源,这里会用到PSUSB,网络,DDR控制器等内部外设,目前考虑单核运行,若有时间会考虑多核实现,优化系统。QSPI接口连接FLASHSD控制器存取SD卡,这两个存储器件满足了大容量存储的要求,可以用来存放系统镜像等程序文件。DDR控制器实现对DDR3的控制,提供PS足够大的内存空间。再说说PL,由于板上VGALED等接在PL端,所以需要通过EMIO总线与PS相连,这样PS就可以直接操作了。上面说的图像处理的硬件实现,是通过AXI总线与PS相连,把它实现为PS中内部外设,在LINUX下编写驱动实现需要的功能。 

 

3.       图像处理的实现流程 

             大体的过程如下图3所示。我们认为该项目图像处理的难点是图像分割到特征提取,我们将这一部分尽可能用FPGA实现。车牌识别流程大致分车牌图像采集,图像预处理,车牌定位,车牌提取,字符分割,特征提取与识别。在车牌定位部分我们可以采用彩色信息与纹理特性结合的方法,以提高车牌定位的准确性;图像采集角度等问题可能导致车牌图像的扭曲变形,有必要进行校正,例如霍夫变换的应用就是一种有效的方法;字符分割部分方法较多,我们可以根据实际情况进行择优选择,字符特征提取部分根据实现的复杂度与速度等综合考虑;字符识别的一种有效方法可以选择bp神经网络来实现。

4.      LINUX应用程序的软件设计流程

       图传不了了,流程图见软件流程介绍。
应用程序的软件设计如图所示。

       应用程序包括3个应用进程:USB图像采集进程、VGA图像显示进程和网络服务器进程。3个进程间的通信采用共享内存的方式实现。系统为采集的图像开辟一块内存,位3个进程共享。USB图像采集进程通过USB摄像头采集车牌图像,将其存放在共享内存里;VGA图像显示进程通过访问共享内存读取车牌图像用以显示;利用socket套接字建立网络服务器,等待客户端的接入;一旦客户端接入,服务器通过访问共享内存读取车牌图像,并通过网口将车牌图像发送给客户端。

 

 

 

 

 

系统整体框图.jpg
系统框图:系统整体框图.jpg
Zedboard资源图.jpg
系统框图:Zedboard资源图.jpg
图像处理流程图.jpg
系统框图:图像处理流程图.jpg
软件流程介绍: 应用程序软件设计.zip [61.5 KB]
计划书:计划书.doc [599 KB]
当前项目状态: 基本完成,若改进会更新
参赛信息:
指导老师姓名: 李晶皎
指导老师职称: 教授
学校: 东北大学
研究方向: EDA技术,嵌入式系统,模式识别
参赛情况: OpenHW12开源硬件与嵌入式计算大赛
需求信息:
拟采用的平台:ZED板
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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