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1 系统功能设计
车辆牌照自动识别监控系统根据具体应用场合可以定制为不同的功能, 而且不同的功能只需要在Nios 中写入相应的C 语言程序即可, 无需重做硬件板, 非常方便。下面就其在高速公路收费站中的应用进行功能设计。
1) 图像采集在收费站处, 摄像头监视通道口车辆来往情况, 当车辆过来时, FPGA 系统板捕捉到地感线圈由于磁场的变化而产生的触发信号, 来控制采集卡采集车辆图像。采用地感线圈的优点上检测正确率高(只有车辆经过时, 地感线圈才会产生触发信号) , 这时可以保证抓到的图像中有车辆牌照信息。
2) 牌照识别采集到图像后就要进行牌照区域的提取, 其中以包括图像的彩色图到灰度图变换、灰度拉伸、牌照区域分割、牌照几何位置的调整等。牌照区域提取后再进行牌照图像二值化、牌照字符分割以及牌照字符的识别。
3) 数据通信根据实际情况选择用以太网或GPRS 把识别结果发送到主控制站。在有以太网连接的条件下优先选用以太网连接, 可以提供相对较高的传输速率和可靠性, 在没有以太网连接的条件下选用GPRS 连接进行通信。
2 系统构成与实现
本系统中的硬件包括GPRS 模块、高分辨率CCD 摄像机、CCD 自动亮度控制器、视频采集卡、FP2GA 系统板。系统的硬件结构如图1 所示, 可以看到在一片FPGA 中包含了Nios Ⅱ处理器、SRAM 控制器、SDRAM 控制器、UART 以及采集卡控制器和外扩SRAM 控制器、用户指令模块。这也正体现了NiosⅡ的优势, 将很多资源集中在FPGA 中, 根据用户的需要来定制, 更改也变得非常容易。
图1 系统硬件框图
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