智能交通信号控制系统

R。Nithin Goutham1, j .沙龙Roza2 M.Santhosh3

UG的学生,电气和电子工程学系。工程学院、钦奈,印度
UG的学生,电气和电子工程学系。工程学院,印度钦奈
UG的学生,电气和电子工程学系。工程学院,印度钦奈

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文摘

自适应交通信号控制系统提出了一种智能交通信号控制系统利用图像处理技术。借助专门的算法,形态学和图像需要避免交通拥堵。本文处理技术,检测到车辆,识别和控制交通密度的密度是校准。这是最可靠的和即将到来的技术在道路交通系统

关键字

交通信号控制系统、单片机、车辆检测、车辆计数、Matlab。

我的介绍。

随着道路使用者数量的不断增加,和当前的基础设施提供的资源是有限的,智能控制的交通在未来将成为一个非常重要的问题。然而,一些智能交通控制的使用存在局限性。避免交通堵塞例如被认为是有利于环境和经济,但改善交通流也可能导致需求的增加[1]。有几种交通仿真模型;我们专注于优化交通灯控制器使用图像处理在一个城市。交通控制系统基于车辆密度计算试图减少交通堵塞的可能性,引起的交通信号灯,在某种程度上。系统包含相机和单片机处理图像分别安装在道路交通密度测量。单片机控制图像处理器系统和统计数量的车辆通过道路。基于不同的车辆数,单片机将决定并更新红绿灯延误。交通灯坐落在一定距离相机系统。 Thus based on vehicle count, microcontroller defines different ranges for traffic light delays and updates those accordingly.[2]the algorithm is Background extraction & Analysis (PCA) involves a image processing procedure that extracts the background from the image with objects and uses the extracted background image as a reference against images with objects.Theoretical developed, BEA is used for finding the most appropriate background image model to identify an object by extracting the most relevant information contained in the reference image.In this paper the objects that are refered to are vehicles

二世。硬件

ARM架构是一个32位RISC处理器ARM开发的有限,被广泛使用在许多嵌入式系统因为他们的节电功能,cpu的主导,低功耗是一个重要的设计目标。有37件32位寄存器。管线式。手臂有三个阶段管道取回,解码,山顶有7种工作模式执行。ARM架构基于精简指令集计算机(RISC)原则。RISC指令集和相关解码机制更简单比复杂指令集计算机(CISC)设计精简指令集计算机有简单的指令。没有必要微码。它执行指令速度更快。它具有较高的性能。ARM架构的优点是指令高吞吐量,低功耗,优秀的实时中断响应,高绩效。它是一个小型处理器宏单元和成本效益。 ARM Limited has incorporated a novel mechanism, called the Thumb architecture.[3-5] The Thumb instruction set is a 16-bit compressed form of the original 32-bit ARM instruction set, and employs dynamic decompression hardware in the instruction pipeline ARM cores are simple compared to most other general-purpose processors. A typical ARM chip contains several peripheral controllers, a DSP and some amount of on-chip memory. ARM ISA and pipeline designs are aimed to minimizing energy consumption. ARM architecture is highly modular: the only mandatory component of an ARM processor is the integer pipeline. All other components, including caches, MMU, FP unit and other co-processors are optional.

三世。原型组件

原型由几个组件如ARM开发板、交通信号、摄像头、传感器。arm开发板由LPC2148单片机中起着重要作用。交通信号有一个结,必要的组件

一个串行通信。

的方式,使不同的设备和外界交流。它被称为串行,因为数据位串行的方式将在一行

b。MAX232

集成电路是将信号从一个rs - 232串口信号适用于TTL兼容的数字逻辑电路。注册串行通信是SCON-Serial控制寄存器。可以通过设置波特率Timer-1 (T1)。使用timer-1寄存器对应的波特率设置

c。波特率

这是振荡频率/ 384 * (256 - th1)。

d。ARM处理器。

最近的ARM处理器有一个16位指令模式,称为拇指。这是为了让代码尽可能小。T(拇指)扩展收缩ARM指令集16位字长,节省约35 - 40%的内存数量比32。这个扩展指令集。一个特殊的解码器,拇指指令减压器和多路复用器,用于处理器管道。

用于低成本高容量应用程序嵌入Flash和SRAM,车载AMBA-bus外设(高级单片机总线体系结构),它是一个实时的确定性行为(不需要缓存,完整的调试,实时监控。

LPC2148微控制器是基于一个16位/ 32位ARM7TDMI-S CPU的实时仿真和嵌入式跟踪支持,将单片机与嵌入式高速512 KB的闪存。128位宽的内存接口和独特的加速器架构启用32位代码执行速度的最大时钟。关键代码大小的应用程序,选择16位经验模式减少了代码以最小的性能损失超过30%。由于其小尺寸和低功耗,LPC2148单片机是理想的应用小型化是一个关键的要求,如访问控制和销售点。串行通信接口从一个USB 2.0全速设备,多个uart, SPI, SSP i2c总线和片装40 kB的SRAM,使这些设备很适合通信网关和协议转换器,软调制解调器,语音识别和低端成像,提供大型缓冲区大小和高处理能力。各种32位定时器、单或双10位ADC (s), 10位DAC, PWM渠道和45快GPIO行九边或水平敏感的外部中断引脚使这些微控制器适用于工业控制和医疗系统。

e。LPC2148的架构

管道技术运用到的所有部分,这样处理和记忆系统持续运作。通常,当一条指令被执行时,其继任者被解码,第三个指令被从内存中获取。

ARM7TDMI-S处理器还雇佣了一个独特的建筑策略称为拇指,这使得它适合大容量内存的应用程序限制,或应用程序代码密度是一个问题。拇指背后的关键思想是super-reduced指令集。本质上,ARM7TDMI-S处理器有两个指令集:标准的32位ARM集,一个16位的拇指。

f。芯片上的闪存

LPC2148纳入512 kB闪存系统分别。这个内存可能是用于代码和数据存储。编程闪存可能会从几个方面来实现的。它可能是通过串口编程系统。应用程序也可以消除和/或程序flash应用程序运行时,允许的灵活性很大程度上数据存储领域固件升级,等。由于建筑解决方案选择一个芯片上的引导加载程序,闪存供用户的代码在500 kB。LPC2148闪存提供最少100000擦除/写周期和20年的数据保留。

g。静态RAM芯片上的:

芯片上的静态RAM可以用于代码和/或数据存储。SRAM可能访问8位、16位、32位。LPC2148提供32 kB的静态RAM。也是一个8 kB SRAM块旨在利用主要是通过USB也可以用作通用内存数据存储和代码存储和执行。

h。通用并行I / O (GPIO):

设备别针不是连接到一个特定的外围功能的控制寄存器。针可以动态配置的输入或输出。独立的寄存器允许设置或清除任何数量的同时输出。输出寄存器的值可能会读回,以及当前状态的端口引脚。LPC2141/42/44/46/48介绍加速GPIO功能在之前LPC2000设备:

i.UARTs

LPC2148包含两个uart。除了标准的传输和接收数据行,LPC2148的UART1握手还提供了一个完整的现代控制接口。相比以前LPC2000微控制器,uart LPC2148引入一个分数uart的波特率发生器,使这些微控制器实现标准波特率等115200与任何水晶频率高于2 MHz此外,auto-CTS / RTS流控制功能完全实现在硬件(UART1)。

j。10位ADC

LPC2148包含两个模拟到数字转换器。这些转换器是单身10位逐次逼近模拟到数字转换器。虽然ADC0有6个频道,ADC1有八个频道。因此,可用ADC输入总数是14。

k。10位DAC:

DAC使LPC2148生成一个模拟输出的变量。最大VREF DAC输出电压

lUSB 2.0设备控制器

支持的是一个四线串行总线之间的通信主机和一个数字(127 max)的外围设备。

m。脉冲宽度调制器:

PWM标准计时器是基于块和继承了它所有的功能,尽管只有LPC2148 PWM功能是固定的。计时器设计计算周期的外围时钟(PCLK)和选择性地生成中断或执行其他操作指定计时器值时发生,根据七个匹配寄存器。脉宽调制函数也是基于匹配寄存器事件。

n。晶体振荡器:

芯片上集成与外部晶体振荡器运行范围内1 MHz 25兆赫振荡器输出频率叫做fosc和ARM处理器的时钟频率被称为CCLK为目的的速率方程,等fosc和CCLK相同的值,除非锁相环和连接。o。锁相环:

锁相环接受一个输入时钟频率10 MHz到25兆赫范围的输入频率乘以分成10 MHz到60 MHz范围的电流控制振荡器(CCO)。乘数可以是一个整型值从1到32(实际上,乘数的值不能超过6这个家庭微控制器的CPU)的频率上限。CCO操作范围内的156兆赫到320兆赫,这是一个额外的分频器在循环频率范围内保持CCO锁相环时提供所需的输出频率。分频器的输出可能被设置为除以2,4,8或16生产输出时钟。由于最小输出分频器值是2,保险,锁相环输出有50%的工作周期。锁相环是关闭,绕过芯片复位后,可以通过软件。程序必须配置和激活锁相环,等待锁相环锁,然后连接到锁相环时钟源。锁相环的结算时间是100 ms。监管机构是用来消除脉动通过设置直流输出一个固定的电压。

p。变形金刚

他们将交流电能电压从一个到另一个几乎没有损失的权力。变压器工作只有交流,这是其中一个原因为什么电源电力交流。升压变压器增加电压,降压变压器降低电压。大部分电源使用降压变压器降低危险高电源电压(230 v在英国)安全低电压。变压器增加电压,降压变压器降低电压。大部分电源使用降压变压器降低危险高电源电压(230 v在英国)安全低电压。

。p.Regulator:

与固定电压调节器ICs是可用的(通常5、12和15 v)或变量输出电压。他们也认为他们能通过的最大电流。负电压调节器是可用的,主要用于双重供应。大多数从过度监管机构包括一些自动保护电流(过载保护)和经济过热(“热保护”)。许多固定电压调节器ICs 3,看起来像功率晶体管,如7805年1 + 5 v监管机构显示在右边。它们包括如果需要附加散热孔

IV。算法,实验仿真和结果

A.Algorithm

背景提取和分析(PCA)涉及图像处理过程,从图像中提取的背景与对象和使用提取的背景图像作为参考图像对象。理论发展,BEA是用来寻找最合适的背景图像模式识别提取最相关的informatiocontained对象的参考图像。本文提到的对象是车辆

b .原型实现

一般来说,交通信号控制系统的体系结构可以分为三个主要组件如图2所示。第一个组件是摄像头传感器。它捕获的图像每个车道的交通条件在每一个十字路口。决定由红绿灯引擎取决于交通的密度。下一个组件是交通引擎。后第一个组件的形式把数据图像,该组件将处理图像,以确定每个巷路口车辆的数量。这些数据将统计与模糊约束满足方法(FCM),给交通信号的最佳时期。在早期阶段,我们用手臂Cortex-A8 Beagle Board。在后期的实验中我们使用ARM7TDMI-S LPC2148与规范512 kb内部flash 32 kb共享存储器[6]。计算的结果生成,但交通引擎发送到交通信号。 The traffic engine will traffic signals corresponding to the data received. we use a microcontroller LPC 2148 and a miniature of traffic signal. Microcontrollers are used to translate the result of the traffic engine that is ARM to digital signal which will be represented by the miniature of traffic signals .the LED’s glow according to the result of the traffic engine. The simulation is thus obtained from MATLAB. The program is flashed to the LPC2148 microcontroller which in turn processes the program and result in lighting of the traffic signal. The LED’s in the traffic signal glow according to the vehicles lined up in the intersection. It glows with the required time delay needed for the traffic at that particular moment.[7] The simulation result is it detects the number of Vehicles and the area of each vehicle. The unit of area is in pixels. The color image, gray scale image and the black and white image is given in matrix form.

图像转换图如图3所示。彩色图像转换为灰度图像,然后转换成黑白图像。

1。背景提取:

在这种方法中,背景图像篡改或实时提取图像中背景提取码

2。直接图像减法:

在这种类型,pre-captured背景图像的道路是用来与交通安装道路图像检测和获取车辆的数量。

现有的图像从背景图像中减去给所需的输出。

认识到不同的元素特点:

不同的结构元素的识别和检测。图6。显示了检测到车辆

循环过程如图7所示。收到视频帧图像,经过图像处理技术和ARM处理器的处理结果。最终获得所需的输出。

ARM7的编程是使用高级语言完成的。任何处理器读取和写入只有1和0。我们用c++编写的程序,但手臂理解只有十六进制代码,因此代码转换成十六进制代码手臂功能。使用十六进制代码flash司机,十六进制代码写入ARM7程序内存。

诉的结论

车辆检测和计数的方法从图像是使用matlab实现ARM开发板和LPC 2148单片机。车辆检测的准确性取决于天气状况。进一步修改算法可以提高系统的准确性。

数据乍一看


图1	图2	图3	图4	图5


图6	图7	图8	图9

引用

交通管理中心。2010年12月,去年访问

Celil Oz科特,et al。”自动交通密度估计和车辆分类使用NeuralNetworks交通监测系统。数学和计算应用程序”,14卷,3号,第196 - 187页,2009年。

罗南·奥马利。“车尾灯车辆检测和跟踪在低收入接触彩色视频晚上条件”。IEEE智能交通系统,11卷,2号,2010年6月

WisnuJatmiko出版社,“检测和计算基于视频处理的车辆在分布式交通系统”,2010年国际Conferenceon推动计算机科学和信息系统。

EhsanAzimirad、NaserPariz和m . BagherNaghibi Sistani。“小说的单交叉口模糊模型和控制城市TrafficNetwork”。IEEE系统日报》4卷,没有。2010年3月1日。

w . Jatmiko等。自组织城市交通控制在雅加达与Swarm-Self组织架构图:AndSimulator信号控制系统。“智能传感和智能系统国际期刊”2010年9月。

Jatmiko, W。,Hariyadi, F., Krisnadhi, A. A.,Takagawa, I., Sekiyama, K.,WisnuJatmiko, et.al,” Enhanced Distributed Traffic Control with Swarm-Self Organizing Map in Jakarta based on Traffic Signal Phasing”,International Conference on Advance Computer Science and Information System 2010.