交通肇事车辆快速视觉定位标准系统设计方案与实现

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1、交通肇事车辆快速视觉定位系统的设计与实现-电气论文交通肇事车辆快速视觉定位系统的设计与实现李可欣（湖南工学院计算机与信息科学学院，湖南衡阳421001）摘要：为了解决当前交通监控系统智能化程度低，缺少定位功能的问题，设计并实现了交通肇事车辆快速视觉定位系统。系统采用OV7740图像传感器采集现场车辆图像，通过核心为S3C2410X的图像采集终端接收OV7740图 像传感器中的车辆图像数据，并对车辆图像进行存储和显示。采用肇事车辆定 位分析模块，对车辆图像进行分析，判断是否存在肇事车辆，实现肇事车辆图 像的定位。利用主控芯片为CY7C68013A的控制传输模块，将肇事车辆图像 数据变换成USB数

2、据格式，再将图像数据反馈给人机交互模块进行存储和管 理。在软件设计过程中，详细分析了交通肇事车辆定位流程，并给出USB设备 数据结构以及INF文件配置的程序代码。实验结果表明，所提系统具有较高的 定位精度。关键词：交通事故；肇事车辆；图像采集；视觉定位中图分类号：TN957.52?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2015）20?0063?04收稿日期：2015?05?20基金工程：湖南省教育厅科研工程：基于移动终端的人脸检测与识别身份认证技术研究（15C0362）;湖南工学院教改工程：湖 南工学院创新创业教育改革与实践探索一一以计算机专业为例（JY201443）Design a

3、nd implementationfor fast visual positioning system ofvehiclecaus ing traffic accide nt LI Kexin(School of Computer and Information Science,Hunan Instituteof Technology,Hengyang 421001,China)Abstract:To solve the low intelligent degree of the current trafficmonitoring system and the lack of position

4、ing function, the fast visualpositi oning system of vehicle caus ing traffic accide nt was desig ned andimplemented. The OV7740 image sensor isadopted in the system to acquire imagesof spot vehicle,and the vehicle images data in OV7740 image sensor isreceivedthrough the image acquisition terminal wh

5、ich takes S3C2410X as its core,and stores and displays the vehicle images.The vehi?cle images are analyzed with the vehicle positioning analysis module todeterm ine whether the vehicle is the accide nt caus ingone,and realize the image positi oning of the vehicle caus ing traffic accide nt.The image

6、 data of vehicle causing traffic accidentis transformed into USB data formatby the control transmission module with the main control chip CY7C68013A,withwhich theimage data is fed back to human?computer interaction module for storageand management. In software design process,the posi?tioning process

7、 of vehiclecausing traffic accident is analyzed in detail,and the data structure of USB deviceand program code ofINF file configuration are presented. The experime ntal resultsshow that the proposed system has higher positi oning accuracy.Keywords:traffic fault；causing accidentvehicle；imageacquisiti

8、on；visual positioning0引言近年来，随着我国经济和国民生活水平不断提高，使得社会机动车保有量 逐渐增加，城市交通拥挤程度日益严重。交通拥挤会提升交通事故的发生率， 对人们的生命安全和财产造成了严重威胁。因此，寻求有效方法1?5，对交通肇事车辆进行快速定位， 及时清除道路安全故障， 成为交通管理领域研究的热 点方向6?7。本文设计并实现了交通肇事车辆快速视觉定位系统，实现对交通 肇事车辆的及时、准确定位管理。1系统总体结构本文设计的交通肇事车辆快速视觉定位系统结构图，如图1所示。该系统由图像采集模块、控制传输模块、图像分析处理模块、肇事车辆定位分析模块 和人机交互模块构成。图

9、像采集模块用于实现对交通肇事车辆图像的采集，并 将图像传递给图像分析处理模块进行灰度化和去噪预处理，并对图像的边缘进 行检测，再通过肇事车辆定位分析模块，对经过处理的车辆图像进行Hough变换定位分析，获取肇事车辆图像。控制传输模块将肇事车辆图像数据变换成USB数据格式，再将图像数据反馈给人机交互模块进行存储和管理。人机交互模块可存储肇事车辆定位结果，并实现管理人员和计算机的交互控制图1系统结构图2系统硬件设计2.1图像传感器配置本文系统采用OV7740图像传感器，采集现场车辆图像。该种图像传感 器是一款高性能的COMS图像传感器，包含了可实现摄像功能的单片机。OV7740图像传感器通过管理串

10、行相机控制总线SCCB，对图像色彩以及色调等因素进行处理，进而获取全画幅或缩小的8位/10位图像格式。通常采用CY7C68013A对OV7740进行相关的配置和管理，二者间的连接图用图2描述。CY7C68013A的PB0:7同OV7740的数据引脚D0:7相连，可以完成 图像数据的传输。图像传感器OV7740的HREF和VSYNC分别表示传感器的 行同步和场同步信号，并分别同CY7C68013A的SLWR控制位以及PA0（中 断0）引脚相连。传感器传递一帧数据后，CY7C68013A中断。CY7C68013A基于I2C总线同传感器的SCCB总线相连，进而访问传感器的寄存器，对传感 器进行配置和

11、管理图2OV7740同CY7C68013A连接示意图2.2图像采集终端本文系统通过图像采集终端接收OV7740图像传感器中的车辆图像数据，并对图像进行存储和显示，实现图像数据的TCP/IP数据打包传递等功能。本文系统将SAMSUNG S3C2410X作为图像采集终端的核心，图像采集 终端的结构图如图3所示。S3C324X是SAM?SUNG公司生产的低功耗、高 集成的微处理器，该处理器的核心为ARM920T芯片，该处理器由LCD显示 屏、FLASH控制器、USB主口、SD/MMC卡接口、RS 232接口以及GPRS图3图像采集终腐结构图通信接口等构成。2.3控制传输模块设计本文系统通过用OV77

12、40图像传感器仅能获取交通肇事车辆的帧图像,为了获取肇事车辆的线阵图像，设计了控制传输模块。该模块可将获取的肇事 车辆图像数据变换成USB数据格式，再将图像数据反馈给人机交互模块进行相 关的操作。控制传输模块包括USB控制传输芯片、只读存储器、USB集线芯 片和相关的插槽。控制传输模块中不同模块间的数据传递示意图如图4所示。图4控削传柿模块的数握传迺图图4中的接口AXK5F24347YG可实现CY7C68013A主控芯片和OV7740图像传感器的连接。CY7C68013A主控芯片通过更新寄存器，对传感 器参数进行配置，再通过图像传感器输出8位图像亮度值。因为本文系统要实现肇事车辆的快速视觉定位

13、，所以系统应通过高速的数据传输设备确保数据具 有实时性。本文选择CY7C68013A主控芯片，实现数据的高速传输。该芯片是一种高速USB 2.0芯片，集成USB 2.0协议，可实现高速传输(480Mb/s)，并具有大容量存储功能和低功耗等优势。3系统软件设计$07XCLKiHRI-I-AXK?F21H7YGPCLKSIO CSio DPri -CLKOirr4址飞* SI1.3.1系统流程图本文设计的交通肇事车辆快速视觉定位系统软件部分的工作主要为肇事车辆的定位实现，具体的流程如图5所示。先采用图像传感器获取原始车辆图像，对车辆图像进行灰度化、去噪处理后，再通过Canny算子对处理后的车辆图像

14、进行边缘检测，采用Hough变换对肇事车辆区域进行定位，若存在肇事 车辆，则分割肇事车辆图像，并将其输出。3.2系统软件关键代码设计本文设计的交通肇事车辆快速视觉定位系统的驱动程序安装需要由INF文件进行指导，也就是文本文件，用户通过记事本工具查看并编辑该文件。INF文件中有USB设备及驱动程序的详细信息，相关的信息可确保USB设备同主机相连时可进行正确配置，主程序代码如图6所示。4实验分析为了检验本文系统的有效性，需要进行相关的实验分析。实验选择的对比系统为文献 提出的基于嵌入式机器视觉的肇事车辆定位系统。实验选择了在不同天气、不 同背景和不同拍摄角度环境下的100幅包含车辆的彩色图像进行检

15、测。itfent)wr；ru,IWllfeMferCaatfbc丑Is上?CT 髓心；口制詰罗心:L：养;jCaicft ai- rar Get it;Vector 2D pm23:U Getilxserxu：:知沙匸忙迂Vactoi posJC.:x 5cr*?frv：LLt ;ciF*:-dl三M* Trats：Mtpos:2 pcs 3D).teeterMi :Pc3；ti7i：ci:gu矗Tre7t:：9iL sib)Refer K：P：枕t.GeTp娄：匕工.亡戏？34Ktcr ccrl( DJ C1 Q)cn TrH：zm7e:t:r席沖s! scrwlPhwr cse LOnal

16、 entroa)f!宜dial;?jterL*ct Eay?lM(i!y pjit* itttwsect d说ent.Se Pcs iticul intersect；图 6 主程序代码实验评估指标如下：8(1) 正确检测率：正确检测出的肇事车辆数同检测集合总肇事车辆数之比；(2)误检率：检测到的错误肇事车辆数同检测集合中总肇事车辆数之比;(3)漏检率：未检测到的肇事车辆数与检测集合中总肇事车辆数之比。采用个人计算机运行本文设计的肇事车辆定位系统和传统肇事车辆定位系 统，每幅图像的平均定位时间为400 ms左右。不同系统对实验肇事车辆的定 位 结 果对 比 如 图7和 图8所示图7文献8系统的肇

17、爭车辆定位结果图S夫文系统的常爭车辆定位结果对比分析图7和图8可得，本文系统对肇事车辆的定位结果优于文献8系统，所以本文系统是有效的。实验详细数据统计结果用表1描述。分析表1可以看出，相对比文献8系统，本文系统对交通肇事车辆定位的准确率较高，具有较高的定位精度。上述实验中，对肇事车辆的定位取得了成为，定位效果较好。本文设计的 交通肇事车辆快速视觉定位系统复杂度低，能够满足交通肇事车辆快速、准确 定位的要求，具有较高的定位精度栓洲出的宾咗苣*谟栓拿寧测辜/%温检A m車/%A 1295494.53工39测试I4DJ0518107$137JS5结语本文设计并实现了交通肇事车辆快速视觉定位系统。系统

18、采用OV7740图像传感器采集现场车辆图像，通过核心为S3C2410X的图像采集终端接收OV7740图像传感器中的车辆图像数据，并对车辆图像进行存储和显示，采用 肇事车辆定位分析模块，对车辆图像进行分析，判断是否存在肇事车辆，实现 肇事车辆图像的定位。利用主控芯片为CY7C68013A的控制传输模块，将肇事车辆图像数据变换成USB数据格式，再将图像数据反馈给人机交互模块进行 存储和管理。软件设计过程中，详细分析了交通肇事车辆定位流程，并给出USB设备数据结构及INF文件配置的程序代码。实验结果表明，所提系统具有 较高的定位精度。参考文献1鞠乾翱.基于机器视觉的快速车道线辨识研究M.上海：上海交

19、通大 学，2013.2焦圣喜，肖德军，阚一凡.Hough变换算法在圆心视觉定位中的应用 研究J.科学技术与工程，2013，13（14）：4089?4093.3陈锻生，宋凤菲，张群一种彩色图像灰度化的自适应全局映射方法J.计算机系统应用，2013,22(9):164?167.4赵昕，邵玉兰.浅谈图像边缘检测技术J.福建电脑，2013,29（2）：84?86.5刁智华， 王会丹， 魏伟机器视觉在农业生产中的应用研究J.农机化研 究，2014（3）：206?211.6彭云发，黄磊，罗华平南疆红枣静态图像釆集分级方法研究J.农机化 研究，2014（3）:28?31.7雷建锋，汪伟.基于OpenCV的图像阈值分割研究与实现J.现代电子 技术，2013，36（24）：72?76.8郑志强，季秀才刘斐.基于CMOS的双目视觉定位系统的设计J国防科 技大学学报，2003（6）：1?4.9王海顺，吴华.机载控制视觉目标定位系统 的设计与实现J.计算机测量与控制，2015（4）：1346?1348作者简介：李 可欣（1980）,女，湖南衡阳人，博士，讲师。主要研究方向为人工智能、 网络安全