AI+嵌入式的智慧城市交通狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

孫李生 陶茂亮 趙家浩 盧遠(yuǎn)航

（佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣東 佛山 528000）

引言

自20 世紀(jì)90 年代發(fā)展以來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速增長,機(jī)動(dòng)車和道路行人數(shù)量不斷增加,導(dǎo)致城市道路的交通問題日益凸顯,這嚴(yán)重制約著城市和社會(huì)的健康發(fā)展,傳統(tǒng)的交通管理與規(guī)劃已很難滿足日益增長的交通需求。

在即將到來的智慧城市生活中，我們?nèi)绾卫弥腔刍夹g(shù)為城市道路交通管理提供便捷性、高效性的手段,從而將城市交通向智慧化轉(zhuǎn)變，成為了當(dāng)前城市道路交通亟需解決地問題。

對(duì)此，本項(xiàng)目也是在這一背景下提出的，旨在為智慧城市交通的規(guī)劃和管理提供新的思路與解決方案。

一、整體系統(tǒng)框架介紹

結(jié)合當(dāng)下AI+嵌入式的技術(shù)主流，本系統(tǒng)采用的是機(jī)器智能視覺與嵌入式設(shè)備相結(jié)合，其中機(jī)器智能視覺處理部分主要在OpenCV 框架下實(shí)現(xiàn)。

本系統(tǒng)由32 位處理器作為上位機(jī)的圖像處理平臺(tái)、8 位處理器作為下位機(jī)的其他硬件控制平臺(tái)、攝像頭模塊、交通燈模塊、無線傳輸模塊、0.91 寸的OLED 顯示屏和有源蜂鳴器等電路模塊組成。主要分為上位機(jī)和下位機(jī)兩大部分。

其中，上位機(jī)樹莓派負(fù)責(zé)行人和車輛的識(shí)別監(jiān)測(cè)、向車輛發(fā)送報(bào)警信息和模擬控制交叉路口紅綠燈；下位機(jī)Arduino 負(fù)責(zé)模擬車輛在行駛過程中接收到的報(bào)警信息和對(duì)此作出的反應(yīng)。

其中，樹莓派4B 處理器結(jié)合CSI 攝像頭實(shí)現(xiàn)物體檢測(cè)，配置LED 燈模擬交通燈，連接無線傳輸模塊與Arduino 進(jìn)行無線傳輸，為上位機(jī)；Arduino UNO-R3 連接無線傳輸模塊接受來自樹莓派的數(shù)據(jù)，外接報(bào)警模塊（有源蜂鳴器和OLED 顯示屏），為下位機(jī)。

在系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分，其中，上位機(jī)中的樹莓派4B 采用Python 編程語言進(jìn)行開發(fā)，而下位機(jī)Arduino 采用的是C 語言進(jìn)行開發(fā)。

二、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)效果

本系統(tǒng)在分析了當(dāng)前國內(nèi)的城市交通系統(tǒng)狀況之后,通過查詢相關(guān)文獻(xiàn)；從當(dāng)下城市交通狀況上出發(fā),深入分析了城市道路狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需求,提出城市道路交叉路口智能檢測(cè)系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了以下幾個(gè)功能：

（1）行人過道檢測(cè)；（2）過往往車輛檢測(cè)；（3）過往車輛提前預(yù)警；（4）實(shí)時(shí)根據(jù)道路交通狀況控制紅綠燈轉(zhuǎn)向。

當(dāng)識(shí)別出行人時(shí)亮紅燈：

識(shí)別車輛并綠燈亮：

當(dāng)同時(shí)識(shí)別到行人與車輛時(shí)：

三、結(jié)語

在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中預(yù)設(shè)的基本功能都可以實(shí)現(xiàn)，還存在的問題主要存在于上位機(jī)中攝像頭對(duì)物體的識(shí)別精度，上位機(jī)與下位機(jī)之間的通信質(zhì)量問題。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要的功能有：對(duì)行人和車輛的識(shí)別、控制交通燈的亮滅、數(shù)據(jù)的無線傳輸、報(bào)警模塊的圖像與語音處理。在對(duì)行人和車輛識(shí)別中，整體而言還算是趨于良好，但對(duì)圖像處理的部分算法模型還需要進(jìn)一步的完善，以達(dá)到更快的識(shí)別速度和更高的準(zhǔn)確率。