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(多图)基于PandaBoard的运动物体检测系统设计

孙文健?? 肖渤涛?? 宋华军?? 任鹏?? 中国石油大学?? 骆春波?? 西苏格兰大学?? 2015年04月20日 ?? 收藏0
目前基于视频的运动物体检测系统可粗略划分为两类——视频采集装置内嵌处理器的检测系统和视频采集终端搭配上位机构建的检测系统。在前一类检测系统中,处理器(例如DSP芯片)嵌入在视频采集设备上,采集到的视频帧直接在采集设备上进行处理,处理的结果发送到监控设备上显示。嵌入式的检测系统通常采用高级语言(比如C语言)进行程序的设计与开发,程序的调试较为复杂,工程开发周期较长。在后一类检测系统中,视频采集设备将采集到的视频帧传送至上位机,由上位机对视频帧进行处理。在上位机上可以采用Matlab或者Simulink进行程序的设计与开发,但是将视频帧从视频采集设备传送到上位机的过程中会产生延时,影响运动物体检测系统的实时性。

PandaBoard作为一种低成本、低功耗的嵌入式数字信号处理平台,可以直接运行在Simulink开发环境下创建的模型。PandaBoard 的出现解决了嵌入式检测系统程序调试困难以及工程开发周期长的问题,同时也解决了依赖上位机的检测系统实时性差的问题,为了在嵌入式设备上用Simulink 开发复杂的运动物体检测算法找到了突破口。

本文提出一种将Simulink 上位机程序设计方式与PandaBoard 嵌入式处理机制相结合的运动物体检测系统。首先在上位机的Simulink 开发环境中进行视频帧间差法的设计,然后以PandaBoard作为嵌入式平台执行Simulink的设计方案,对视频进行处理。这种方式充分利用了Simulink的设计方式简易的特点,将Simulink程序下载到PandaBoard开发板上运行时能够达到嵌入式实时处理效果,降低了运动物体检测系统的设计成本,同时保证了系统的运行效率。

1 系统整体设计方案

本系统由上位机子系统和下位机子系统组成,整体系统框图如图1所示。

图1 系统框架
图1 系统框架

上位机子系统主要包括PC 机以及其上运行的Simulink开发环境。PC 机主要负责PandaBoard 系统参数的设置以及与PandaBoard进行通信,Simulink开发环境负责视频帧间差法的设计并将其下载到PandaBoard开发板运行。下位机子系统包括USB摄像头(图1中模块1)、PandaBoard开发板(图1中模块2)、HDMI显示器(图1 中模块3)和USB 无线鼠键(图1 中模块4)。USB摄像头到PandaBoard开发板的箭头表示观测视频帧由摄像头采集发送至PandaBoard 进行处理。PandaBoard开发板到HDMI 显示器的箭头表示视频帧经过PandaBoard上运行的程序处理所得的检测结果发送至HDMI显示器进行显示。USB 无线鼠键到PandaBoard 开发板的箭头表示可以通过USB 无线鼠键对Pandaboard 处理板发送操作指令,包括启动或者停止等指令。

由上述描述可知,本系统的上位机仅负责下位机中处理方案设计以及下位机参数设置,不参与下位机的视频处理过程。下位机系统可以脱离上位机系统独立运行。因此,图1中上位机系统与下位机系统(位于图1中左侧大方框中)用虚线相连,表示二者在运行过程中的独立性。

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运动物体检测? PandaBoard? Simulink? 视频帧采集?

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