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智能营区车辆防冲击系统设计与实现

作　者: 王治军
导　师: 刁节涛
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: IBAS 车牌识别射频识别车辆测速 ARM DSP
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着我国国民经济的高速发展,汽车工业呈现了强劲的增长势头,但是也给一些社会极端份子和恐怖份子带来了方便。国际社会上发生不少恐怖份子利用车辆冲闯营区、制造汽车炸弹等恐怖活动,国内也发生过类似事件。目前,国家内部矛盾日益增多,各种国内外黑暗势力借机扰乱国内秩序,对重要目标营区的安全威胁呈上升趋势。因此,研究对重要目标单位营区车辆管理和防冲击控制具有重要的现实意义。通过对重要目标营区各类营门车辆管理现状的调研分析,比对国内外较为先进的电子警察系统、车场管理系统、智能公交系统等车辆管理方案,本文结合图像采集、车牌识别、射频识别、车辆测速、嵌入式等技术设计一种智能营区车辆防冲击系统,实现有效阻冲、快速防打击的目标。文中重点研究了系统的软、硬件组成结构及车牌识别、车辆测速的各项关键技术。首先,在需求分析的基础上,对系统进行了总体设计,提出一种集车牌识别、射频识别和车辆视频测速、红外测速的智能营区车辆防冲击系统架构,说明了系统要实现的功能、采用的硬件结构和工作流程。其次,对车牌识别算法进行了研究,分析了图像预处理、车牌定位和车牌字符识别技术,根据车牌区域的纹理特征设计了基于边缘检测和边界扫描的牌照定位方法,提出了基于BP神经网络和置信度分析相结合的车牌字符识别方法。再次,对车辆测速算法进行了研究,分析了视频测速和红外测速的原理和方法,根据系统的二次测速特点,设计了基于虚拟线圈的测速方法。最后,对系统的软、硬件实现进行了分析,设计了基于ARM+DSP的硬件架构,对系统所采用的硬件设备进行了选型;设计并实现了基于嵌入式LINUX操作系统和SQLite数据库的软件流程,并开发了远程客户端程序,方便系统管理与维护;提出了一种人工判决流程,规范了特定条件下的人机交互操作,提高了系统的安全性能。

全文目录

摘要  10-11
ABSTRACT  11-12
第一章绪论  12-17
  1.1 课题研究的背景、目的及意义  12-13
  1.2 研究现状  13-16
    1.2.1 车辆智能化管理系统的发展现状  13-14
    1.2.2 车牌自动识别技术的研究现状  14-15
    1.2.3 车辆测速技术的研究现状  15-16
  1.3 课题研究的主要内容  16-17
第二章系统的总体设计  17-25
  2.1 需求分析  17-18
  2.2 系统总体设计  18-24
    2.2.1 功能要求  18-21
    2.2.2 系统的整体架构  21-22
    2.2.3 系统工作流程  22-23
    2.2.4 技术性能指标  23-24
  2.3 本章小结  24-25
第三章车牌识别模块实现  25-57
  3.1 车牌定位  25-41
    3.1.1 图像预处理  26-32
      3.1.1.1 图像灰度化  26
      3.1.1.2 图像增强  26-29
      3.1.1.3 图像的边缘检测  29-32
    3.1.2 车牌定位  32-40
      3.1.2.1 车牌区域的特征  32
      3.1.2.2 差分扫描车牌初定位  32-33
      3.1.2.3 车牌图像分类及二值化的优化  33-35
      3.1.2.4 车牌图像几何校正  35-39
      3.1.2.5 车牌精确定位  39-40
    3.1.3 实验结果  40-41
  3.2 车牌字符分割  41-46
    3.2.1 车牌字符布局规律  41-42
    3.2.2 几种车牌字符分割算法  42-43
    3.2.3 本文采用的方法  43-45
      3.2.3.1 去除边框的干扰  43-44
      3.2.3.2 采用基于垂直投影和车牌先验知识的字符分割  44-45
    3.2.4 字符归一化  45-46
  3.3 车牌字符识别  46-56
    3.3.1 字符识别概述  46-47
    3.3.2 实时环境下我国车牌字符的特点  47-48
    3.3.3 几种车牌字符识别方法  48-50
    3.3.4 基于BP 神经网络的车牌字符识别方法  50-56
      3.3.4.1 BP 神经网络的结构及学习算法  50-51
      3.3.4.2 BP 神经网络在车牌识别模块中的应用  51-54
      3.3.4.3 基于BP 网络的加权置信度多分类器集成  54-56
  3.4 本章小结  56-57
第四章车辆测速模块实现  57-63
  4.1 视频测速  57-61
    4.1.1 车辆视频测速问题分析  57
    4.1.2 车辆行驶时间的测定  57-58
    4.1.3 车辆行驶路程的测定  58
    4.1.4 触发检测与虚拟线圈测速  58-61
      4.1.4.1 虚拟线圈检测流程  58-59
      4.1.4.2 车辆速值计算  59-61
  4.2 调制式红外光测速  61-62
  4.3 本章小结  62-63
第五章系统的实现  63-80
  5.1 系统内核及关键设备选型  63-70
    5.1.1 系统的核心处理芯片  63-64
    5.1.2 车辆信息识别设备  64-67
    5.1.3 车辆拦截设备  67-70
  5.2 系统的软件实现  70-76
    5.2.1 DSP 芯片算法流程  70-71
    5.2.2 嵌入式系统控制程序  71-72
    5.2.3 远程客户端程序  72-76
  5.3 人工判决  76-77
  5.4 系统整体测试  77-79
    5.4.1 测试单位场地环境  77-78
    5.4.2 系统安装  78
    5.4.3 系统测试  78-79
  5.5 本章小结  79-80
第六章结束语  80-82
  6.1 结束语  80
  6.2 下一步工作展望  80-82
致谢  82-83
参考文献  83-86
作者在学期间取得的学术成果  86

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