基于DSP/BIOS的交通流信息采集与研究

摘要

随着社会的发展和机动车辆的日益增多，交通变得越来越拥挤，实现实时的城市交通智能监控对于交通流信息收集、规范化交通管理及减少交通事故等方面具有重要的现实意义。所谓交通流参数采集，即通过一定的方式，获得某一个路段上某段时间内交通流的宏观参数和微观参数，包括车辆数、车辆的平均速度、车头时距和车头间距等。交通流参数采集是交通管理中一个很重要的环节，它可为道路交通管理提供有效的依据，为车流控制、车流统计、车辆收费、车辆管理提供许多有用的交通参数。本文提出了一种基于DSP处理器为核心，通过采用TI公司的DSP/BIOS实时操作系统，利用基于图像处理的计算机视觉技术，设计出分布式处理交通流信息采集系统。系统由工控机和DSP实时图像采集卡组成，通过图像采集、交通流检测算法、图像压缩与数据上载等模块，实现交通流信息的采集。本文采用基于视频处理的运动估值技术，研究了多种车辆检测的算法，提出了一种新颖的基于虚拟线圈运动矢量匹配算法，进行车辆检测和车速测量，从而得到车型以及其它交通流参数。DSP/BIOS作为TMS320C6000系列DSP开发而设计的实时操作系统，已经在多任务，多线程日趋复杂的应用程序开发中显示出可读性、灵活性和可移植性，给DSP系统开发者带来很大的方便。本文研究了DSP/BIOS多线程安排，任务间通信，实时分析工具，芯片支持库等内核技术。并且通过规范化程序接口，使所设计的DSP算法不直接与底层硬件交互，极大的提高了软件的可复用性，便于系统的集成。另外，本文还研究了DSP编程中的软件优化方法，以及DSP/BIOS的优化方法，这不仅决定整个系统能否正常工作，而且影响系统的实时性。这些关键技术的调试过程及解决方法，为DSP的开发应用积累了可供参考的经验。