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在智能交通领域中车辆采集应用中,无处不见FPGA的影子,可以说在这个系统里FPGA的作用起着核心关健作用。我们先了解智能交通控制中的车辆采集信息中两种车辆检测手段的应用原理,一个是基于微波车辆检测器,一个是地感线圈的车辆检测器。
1,地感线圈的工作原理:当有车辆进入地藏式负载感应线圈(设备采用“吕”字型线圈)时,负载感应线圈上车辆进入前后两次(有无铁芯)所产生的电感量发生变化,这一变化引起振荡器的振荡频率发生变化。当车辆检测模块检测到每组线圈(每两个线圈组成一组)所引起的频率发生变化并计算出变化的频率值。当频率值达到设定的域值时,就认定此车道是高电平,否则是低电平,检测模块将每组线圈的高低电平状态传递到控制模块,控制模块把此信息和灯色状态信息发送到图像处理模块系统,图像处理模块依据前后二次状态信息的变化情况,确定当前车辆是属于进入线圏还是离开感应线圈,若同时检测出该车道的“灯色”信号是禁行的“全红”情况,就触发数码相机拍摄照片,必要时驱动闪光灯进行补光。
2,微波检测器的原理:利用连续频率市制调制波(FMCW)实现对多车道交通的实时检测。检测器发射一束微波并接收物体( 目标) 反射体。频率为10.525GHz或24.20Hz, 带宽为45MHz。在任一时刻, 发射和接收目标信号的距离成比, 检测器侦测这个差值并计算它与目标的距离。检测器发射的微波束层面间距的分辨率使椭圆形投影被分成了32个层面, 可以在小范围内调整(微调)。微波检测器受环境的影响较小, 但是它不能检测出静止的物体或者以较低的速度行驶的车辆。
他们都用各自的优缺点,我们可以利用它们组成综合的车辆检测系统,利用地感线圈的信号采集我们可以得到车长信息和车速信息。利用微波检测可以得到车的高度,确定是大车和小车的信息,在以下的设计方案中:数字系统设计利用Xilinx 的FPGA极其灵活、可编程的特点,完成精度校正和逻辑时序控制;DSP采用TI公司的TMS320VC5416,使A/D转换后的数据在传输到上位机之前,进行数据整理、标记、打包以及数据预处理。数据采集卡可同时进行8通道数据采集,通道可进行衰减倍数、采样速度以及放大增益设置。同时提供模拟输出通道,用于实现波形产生和模拟驱动功能。能够进行自动校准,保证数据采集的准确性。
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