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MPTS-IOTS AI机器视觉智能交通系统

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产品名称:MPTS-IOTS AI机器视觉智能交通系统

产品型号:MPTS-IOTS

产品厂商:亿创宏达(北京)科技有限公司

简单介绍

AI机器视觉智能交通系统该系统是根据各大高校的物联网专业、电子类、交通类、安防等专业的教学需要而设计开发的全新一代物联网智能交通教学、科研csgo雷火电竞系统。

MPTS-IOTS AI机器视觉智能交通系统的详细介绍

1、AI机器视觉智能交通系统技术参数要求 (带“★”为必须满足技术参数)

一、系统功能要求

型号:MPTS-IOTS

★沙盘尺寸: 500*240 CM;配有机玻璃挡板

该系统是根据各大高校的物联网专业、电子类、交通类、安防等专业的教学需要而设计开发的全新一代物联网智能交通教学、科研csgo雷火电竞系统。

★系统组成:车牌识别子、ETC不停车收费子系统;车牌识别停车场管理子系统、视频检测车辆超速子系统、机器视觉车辆逆行子系统、视频检测车流量统计子系统、视频人行检测子系统、智能路灯控制子系统、交通信号灯控制子系统、公交站优先子系统、语音报站及站点显示子系统、室外点阵屏控制子系统、智能停车引导子系统、RFID应用子系统、Cortex-m4寻磁/寻迹智能小车子系统等多个子系统。系统应用了图像识别技术、传感感知技术、RFID无线射频技术、CORTEX-M4控制技术、zigbee无线通信技术、TCP/IP网络技术、视频采集取流等技术点。每个子系统、每一个模块都有独立的实验做支撑,让学生能够由浅入深的去掌握这套系统的设计开发原理及构建过程,增加学生的科技兴趣及动手能力。

1.   车牌识别

2.   ETC不停车收费子系统

3.   车牌识别停车场管理子系统

4.   视频检测车辆超速子系统

5.   机器视觉车辆逆行子系统

6.   视频检测车流量统计子系统

7.   视频人行检测子系统

8.   智能路灯控制子系统

9.   交通信号灯控制子系统

10.  公交站优先子系统

11.  语音报站及站点显示子系统

12.  室外点阵屏控制子系统

13.  智能停车引导子系统

14.  RFID应用子系统

15.  Cortex-m4寻磁/寻迹智能小车



二、AI机器视觉智能交通系统系统子系统技术参数

1. ★入口视频车牌识别停车场管理子系统技术参数

1.    功能:寻磁小车进入像机识别范围内并自动停在指定位置,系统自动识别提取小车的车牌号码,算法识别完成通过TCP/IP网络给道闸发送抬杆信号,道闸控制闸机抬杆,闸机抬杆执行完成系统指示小车开车驶离;道闸控制板收到小车驶离信号控制闸机落杆;整个过程顺畅、连贯;

机器视觉信号流程



1、  主处理器:采用STM32F103核心处理器:ARM® Cortex-M3™,频率:72MHz;1个复位键、1个BOOT键、4个用户按键、3个用户LED灯;1个DB9串口;蜂鸣器单元;1个20针的JTAG下载、调试接口;

2、  档车器:电机电动升降;2种工作模式:自动控制模式、手动控制模式;

3、  陀机:电机控制驱动电路;

4、  档车器电机

Ø  控制方式:脉冲;

Ø  无负载速度:0.12秒/60度(4.8V);

Ø  工作扭矩:2KG/cm;

Ø  转动角度:最大90度;

Ø  堵转扭矩:1.2-1.4公斤/厘米(4.8V);

Ø  使用温度:-30~~+60摄氏度;

Ø  死区设定:7微秒;

Ø  工作电压:4.8V-6V;

Ø  材质:金属铜齿、空心杯电机、双滚珠轴承

5、  道闸显示窗口:16x16点阵,4个8×8点阵屏,共阳;尺寸:32MM 37.5MM 47.5MM,滚动显示“入口处,请慢行”。

6、  TCP/IP网络接口:与道闸板配合,完成像机信号的解释,网络控制道闸的升起;

7、  读写器读到RFID数据,系统控制小车停下,像机识别车牌后给出命令,控制道闸电机升杆,小车启动继续前进。

8、  车牌及车位数显示屏:显示识别的车牌号码和停车场的空车位数;进车减1,出车加1;

9、  小车驶离入口道闸,传感器检测到车辆离开状态;系统控制档车器(道闸)落杆。

10、 系统检测到车通过,自动控制道闸放下横杆;做到一车一落杆。

11、实时显示空车位数量;入车自动-1。

2. 出口视频车牌识别停车场管理子系统技术参数

1、  档车器:采用电机电动升降;2种工作模式:自动控制模式、手动控制模式;

2、  采用STM32F103核心处理器:ARM® Cortex-M3™,频率:72MHz;1个复位键、1个BOOT键、4个用户按键、3个用户LED灯;1个DB9串口;蜂鸣器单元;1个20针的JTAG下载、调试接口;

3、 无线模块:采用TI公司CC2530;与zigbee智能小车进行数据通信。

4、  传感器:采用电光传感器,进行位置标定。

5、  陀机:电机控制驱动电路;

6、  16x16点阵显示:4个8×8点阵屏,共阳;尺寸:32MM 37.5MM 47.5MM,动态显示“出口处,请慢行”。

7、  道闸控制单元:传感器配合主控制板当小车到道闸时,寻磁小车自动停车和自动启动;

8、  TCP/IP网络接口:与道闸板配合,完成像机信号的解释,网络控制道闸的升起;

9、  读写器读到RFID数据,系统控制小车停下,像机识别车牌后给出命令,控制道闸电机升杆,小车启动继续前进。

10、 小车离开入口道闸,传感器检测到车辆离开状态;系统控制档车器(道闸)落杆。

11、 系统检测到车通过,自动控制道闸放下横杆;做到一车一落杆。

12、 车牌识别系统:小车到达出口,摄像机视频检测到车辆号牌后,自动提取车牌号码,并按系统预先设定好的计费方式进行收费,收费完成系统通过TCP/IP控制器给道闸控制板发抬杆信号,挡车器抬杆放行。

13、 实时显示空车位数量;出车自动+1。

12、 档车器电机

Ø  控制方式:脉冲;

Ø  无负载速度:0.12秒/60度(4.8V);

Ø  工作扭矩:2KG/cm;

Ø  转动角度:最大90度;

Ø  堵转扭矩:1.2-1.4公斤/厘米(4.8V);

Ø  使用温度:-30~~+60摄氏度;

Ø  死区设定:7微秒;

Ø  工作电压:4.8V-6V;

Ø  材质:金属铜齿、空心杯电机、双滚珠轴承

3. ETC不停车收费子系统技术参数

ETC信号流程


1.    入口与出口通信方式:以太网通信

2.    通信协议:TCP/IP协议;

3.    入口读卡时、放行;出口读卡计费,放行;

4.   ETC入口端

Ø 主处理器:采用STM32F103核心处理器:ARM® Cortex-M3™,频率:72MHz;1个复位键、1个BOOT键、4个用户按键、3个用户LED灯;1个DB9串口;蜂鸣器单元;1个20针的JTAG下载、调试接口;

Ø  接口:10/100自适应以太网;

Ø  设备IP:192.168.1.XXX,网关为192.168.0.1;IP用户可以修改。

Ø  道闸模型:电机电动升降;2种工作模式:自动控制模式、手动控制模式;

Ø  陀机:电机控制驱动电路;

Ø  点阵动态显示“ETC入口,减速慢行”;

Ø  915M 超高频读写器:工作频率:840~930MHz;支持协议:EPC C1 GEN2/ ISO 18000 -6C;低电压工作:+3.3~6.5V;输出功率:5~20dBm;

参数

最小值

标准值

最大值

频率范围

840 MHz

915 MHz

930 MHz

频率步进值

250 kHz

输出功率

5~20Step=3dB

存储温度

-40℃

+85℃

工作温度

-20℃

+70℃

输入电压

3.3V

4.0V

6.5V

输入电流

200 mA

5.   ETC出口端

Ø 主处理器:采用STM32F103核心处理器:ARM® Cortex-M3™,频率:72MHz;1个复位键、1个BOOT键、4个用户按键、3个用户LED灯;1个DB9串口;蜂鸣器单元;1个20针的JTAG下载、调试接口;

Ø  接口:10/100自适应以太网

Ø  设备IP:192.168.1.XXX,网关为192.168.0.1;IP用户可以修改。

Ø  道闸:电机电动升降;2种工作模式:自动控制模式、手动控制模式;

Ø  陀机:电机控制驱动电路;

Ø  电源:DC 5V,供电电源2A;

Ø  16X16点阵显示“收费金额”;

Ø  超高频读写器

Ø  道闸模型


6.   配置

设备名称

规格及参数

数量

超高频读写器

频率840-930M

2

超高频卡

900M RFID

2

高频馈线

天线

2

ETC安装支架


2

ZIGBEE/传感器

提供落杆信号

2

道闸模型

道闸控制卡、电机、档杆

2

网线、电源

入口与出口通信

若干

4. 车辆检测器技术参数

Ø  工 作 频 率 调 节:多种频率选择,通过拔码开关进行设置。

Ø  输 出 方 式:继电器输出

Ø  工作电源:12V

Ø  功    耗:小于3W

Ø  电感量自调谐范围:80—500μH

Ø  频率范围:50KHz—250KHz

Ø  灵 敏 度:三级可调

Ø  信号保持时间:不受限制

Ø  反应时间:100ms

Ø  引线长度:线圈连接线最长5米,每米至少绞合20次

Ø   环境补偿:自动飘移补偿

Ø  工作温度:-20℃到+70℃

Ø  储存温度:-40℃到+85℃

5. 点阵显示器技术参数

1、  显示屏模型:立杆式

2、  采用高亮度3.75LED点阵板;

3、  显示屏尺寸:608X152MM;每平方点数:4400点;

4、  显示内容:车牌号、空车位数、收费金额、公交站点名称、欢迎光临等;

5、  电压:5伏 ;峰值电流:4.2安;功率:80-120瓦

6、 通信接口:TCP/IP协议

7、  屏幕亮度可以调接;

8、  双色LED点阵显示器

9、  接口:标准08接口 16扫

10、双层玻纤板制作

11、单模组尺寸:152MM*304MM

12、单模组灯点数:32*64

13、驱动方式:恒流驱动

14、像素直径〔mm〕:3.75;

15、像素间距〔mm〕:4.75;

16、像素组成:1R1G;

17、单元面板点数:64×32

18、寿命:8万小时

6. TCP/IP显示控制板

1、  显示:板载标准HUB08接口2排,标准HUB12接口4排

2、  网络接口:支持100M网络,支持无IP通讯;单段网线传输有效距离为:100米

3、  RS232/RS485:各一个

4、  最大控制点:单色:32768;双色:16384;

5、  时间显示:支持超24小时时差,可同时显示多组数字时间或模拟时钟

6、  动作方式:50种动作方式和50种清场方式任意搭配

7、  流水边框:100多种绚丽边框任意添加,支持自定义边框线条

8、  亮度调节:支持15级手动或自动亮度调节,支持亮度回读;

7. ★高清网络车牌专用像机技术参数

1、  130万像素高清网络像机;

2、  传感器类型:1/3" CMOS传感器

3、  最小照度:彩色:0.01 Lux @(F1.2,AGC ON)
黑白:0.001Lux @(F1.2,AGC ON)

4、  快门:1秒至1/100,000秒

5、  镜头接口类型:C/CS接口

6、  背光补偿:支持

7、  数字降噪:3D 数字降噪;

8、  宽动态范围:120dB

9、  最大图像尺寸:1280×960

10、视频压缩标准:H.264 / MPEG4 / MJPEG

11、音频压缩标准:G.711/G.726/MP2L2

12、背光补偿:支持,可选择区域

13、 电子防抖:支持

14、音频接口:1对3.5mm音频输入(Mic in/Line in)/输出外部接口,1个内置麦克风

15、通讯接口:1个RJ45 10M/100M自适应以太网口,1个RS-485接口,1个RS-232接口

16、视频输出:1Vp-p Composite Output(75Ω/BNC)

17、报警输入:1路

18、报警输出:1路

19、支持防雷、防浪涌、防静电

8. 智能路灯控制子系统技术参数

1、  整体控制模式:根据光照传感器进行整体控制。光照流明度低于某一个值时,路灯整体打开。

2、  节能控制模式:在没有车辆的时候路灯熄灭,当有车辆即将进入本区域,本区域的灯光亮起。

3、  处理器采用意法半导体公司(ST)基于ARM Cortex-M3的32位处理器芯片 STM32F103核心处理器:ARM® Cortex-M3™,频率:72MHz, VCT6 ,LQFP100脚,片内具有256KB FLASH,48KB RAM ( 片上集成12Bit A/D、D/A、PWM、CAN、USB、SDIO、FSMC等资源)。采用STM32F103核心处理器:ARM® Cortex-M3™,频率:72MHz;外部时钟单元(高速:8MHz,通过锁相环可以别倍频到72MHz;低速:32.768KHz);

4、  8路光耦隔离继电器输出:采用EL817光电耦合器芯片;控制信号:TTL电平,额定负载:10A 277VAC/10A 28VDC,最大开关电压:277VAC/28VDC,最大开关功率:2770VA/210W,最大切换电流:1H 15A/1Z 10A,触点动作时间:10ms以下;

5、  3路带光耦隔离IO输入:采用EL817光电耦合器芯片,通过光信号的传递来实现输人与输出间电隔离,保证高压端与低压端隔离,保障CPU的安全和可靠工作。

6、  以太网单元;采用W5500全硬件 TCP/IP 嵌入式以太网控制器,内部 32K  字节收发缓存供以太网包处理,SPI 协议支持 80MHz 速率,实现高速网络通讯。支持硬件 TCP/IP  协议:TCP, UDP, ICMP, IPv4, ARP, IGMP, PPPoE。支持 8  个独立端口(Socket )同时通讯。支持掉电模式。支持网络唤醒。

7、  ZIGBEE无线通信;芯片CC2530,工作频率2400~2450MHz;

8、  复位键,IO口可扩展信号接口;

9、  一键恢复出厂设置;

10、JTAG下载、调试接口;

11、RS232接口:采用SP3232EEN芯片;

12、DC5V电源接口;

13、Zigbee下载口;

14、运作温度:-10℃ - +50℃ RH95% Max

15、存储温度:-20℃ - +60℃ RH95% Max

16、电源电压:DC12-24V;500-750MA

9. 智能公交系统及语音播报显示系统

公交优先:进入公交优先模式时,当公交车快到达路口事,红绿灯会自动提前变绿,让公交车优先通过。

公交运行信息实时显示系统:每个公交站台都有一个公交运行信息显示屏,会实时显示每路公交车的运行状态。比如某路公交车距离当前站点的距离、公交车抛锚、公交车人员情况等并能够进行语音播报。

公交运行信息实时显示及语音播报:系统中的公交车通过RFID路标进行定位,然后通过无线传感网将自身位置实时传递给中央控制器,站台上的公交信息显示屏通过无线网络和中央控制器通信,获取并显示每路公交车的实时运行状态、与本站台之间的距离等信息;能够进行 ETC收费语音播报、车牌号码自动语音播报、收费金额自动语音播报、公交车站自动语音播报等功能

10.★带倒计时交通信号灯控制子系统参数

1、  固定时间模式:采用此种模式时,每个路口红灯和绿灯的间隔时间是固定的。不随车流量变化而变化。

2、  动态调整模式:可以根据车流量大小来动态调整红绿灯变化时间。比如南北方向车辆多,东西方向车辆少,则适时调整南北方向的红绿灯时间。

3、  信号灯计时单元:0~90秒可以自由设定,

4、  单独MCU处理器控制路口交通灯(红、绿、黄)灯及信号时长;

5、  红、绿、黄交通信号灯;2位数码管时间显示单元;

6、  红、黄、绿灯实时控制;红灯亮时小车制动停车,绿灯时小车通过不停车,并配合信号类时长进行联动;

7、  处理器采用意法半导体公司(ST)基于ARM Cortex-M3的32位处理器芯片 STM32F103核心处理器:ARM® Cortex-M3™,频率:72MHz, VCT6 ,LQFP100脚,片内具有256KB FLASH,48KB RAM ( 片上集成12Bit A/D、D/A、PWM、CAN、USB、SDIO、FSMC等资源)。采用STM32F103核心处理器:ARM® Cortex-M3™,频率:72MHz;外部时钟单元(高速:8MHz,通过锁相环可以别倍频到72MHz;低速:32.768KHz);

8、  1个复位键,IO口可扩展信号接口;

9、 2路串口(TTL电平);

10、JTAG下载、调试接口;

11、通信方式采用:ZIGBEE无线控制。

12、ZIGBEE无线控制板

Ø  采用TI公司CC2530主芯片;

Ø  可自动重连;

Ø  工作频段:2.4GHz;

Ø  工作电压:2.0V-3.6V;

Ø  1路串口(TTL电平);

Ø  使用2.4G,2DB全向天线;

Ø  复位键,2个用户独立按键;

Ø  4个LED状态指示灯;

Ø  对用户开放IO口;

Ø  温度范围:-40℃~85℃

Ø  JTAG下载;

Ø  DC5V电源接口;

13、RFID单元:频率13.56M Hz,符合ISO14443A协议,读卡有效距离:<5cm;13.56M射频卡中写入的不同信息来作为动作执行根据,可与智能沙盘其他功能部件(如路灯、交通信号、停车位管理等)联动完成不一样的动作。

11.智能停车引导子系统技术参数

1.         处理器采用意法半导体公司(ST)基于ARM Cortex-M3的32位处理器芯片 STM32F103核心处理器:ARM® Cortex-M3™,频率:72MHz, VCT6 ,LQFP100脚,片内具有256KB FLASH,48KB RAM ( 片上集成12Bit A/D、D/A、PWM、CAN、USB、SDIO、FSMC等资源)。采用STM32F103核心处理器:ARM® Cortex-M3™,频率:72MHz;外部时钟单元(高速:8MHz,通过锁相环可以别倍频到72MHz;低速:32.768KHz);

2.         1个复位键,1个用户独立按键,IO口可扩展信号接口;

3.         以太网接口:采用W5500全硬件 TCP/IP 嵌入式以太网控制器;

4.         RTC接口;

5.         RS232接口;

6.         JTAG下载、调试接口;

7.         3路传感器接口

8.         1个点阵屏接口

9.         DC5V电源接口;

10.     ZIGBEE无线控制板

Ø  采用TI公司CC2530主芯片;

Ø  可自动重连(工作环境:空旷区域)

Ø  工作频段:2.4GHz

Ø  工作电压:2.0V-3.6V

Ø  1路串口(TTL电平)

Ø  使用2.4G,2DB全向天线;

Ø  复位键,2个用户独立按键;

Ø  4个LED状态指示灯;

Ø  对用户开放IO口;

Ø  温度范围:-40℃~85℃

Ø  JTAG下载、调试接口;

Ø  DC5V电源接口;

11.     点阵显示器技术参数

Ø  双色LED点阵显示器;

Ø  颜色:双色红绿;

Ø  电压:5伏 ;峰值电流:4.2安 ;

Ø  接口:标准08接口 16扫;

Ø  双层玻纤板制作;

Ø  单模组尺寸:152MM*304MM;

Ø  单模组灯点数:32*64;

Ø  驱动方式:恒流驱动;

Ø  基色 RG(红、绿双基色):P4.75 ;

Ø  像素直径〔mm〕:3.75;

Ø  像素间距〔mm〕:4.75;

Ø  像素组成:1R1G;

Ø  单元面板点数:64×32

Ø  寿命:8万小时

12.          语音报站及站点显示子系统参数

Ø  传感器/RFID参数:NPN、输出方式(常开)、测量距离(30CM可调);安装方式:非埋入式;外型尺寸(mm) :M18*1*70;检测距离(mm):300连续可调;RFID频率13.56M Hz,符合ISO14443A协议,读卡有效距离:<5cm

Ø  主控板:显示:板载标准HUB08接口2排,标准HUB12接口4排;网络接口:支持100M网络,支持IP通讯;单段网线传输有效距离为:100米;最大控制点:单色:32768;双色:16384;时间显示:支持超24小时时差,可同时显示多组数字时间或模拟时钟;动作方式:50种动作方式和50种清场方式任意搭配;流水边框:100多种绚丽边框任意添加,支持自定义边框线条;亮度调节:支持15级手动或自动亮度调节,支持亮度回读;

Ø  LED显示各站点的名字(如天安门站、鸟巢站等)

Ø  自动报站功能:车到站点后自动报站;

Ø  通信接口:CORTEX-M4控制

Ø  电压:标准220V/110V;功率:80-120瓦

Ø  采用高亮度3.75LED点阵板;

Ø  显示屏尺寸:608X152MM;每平方点数:4400点;

Ø  使用寿命:10万小时。

Ø  显示内容:车站名称、欢迎光临等;

1. 语音播报单元参数

Ø  ETC收费语音播报功能;

Ø  车牌号码自动语音播报功能;

Ø  收费金额自动语音播报功能;

Ø  公交车站自动语音播报功能;

13.机器视觉——车牌识别单元参数

Ø  图像采集器,高清摄像机;

Ø  采用机器视觉和模式识别技术智能识别汉字、字母、数字。

Ø  以数字图像处理、模式识别、计算机视觉智能识别系统,通过摄像机所拍摄的车辆图像进行车牌号码的识别。不影响汽车状态的情况下,计算机自动完成车牌的识别,从而可降低交通管理工作复杂度。

Ø  摄像机采集24位真彩色图像,进行灰度变换,转换为256色的灰度图。

Ø  通过对车牌区域内字符笔画与车牌背景间的亮度反差,形成明显密集的边缘,上升缘与下降缘。

Ø  采用小波分析进行水平方向上的小波变换,突出车牌区域;

Ø  高频图像进行变换,定位出车牌。

Ø  HSI色彩空间,判断背景的颜色来确定准确的车牌区域。

Ø  中值滤波消除牌照上的污点;

Ø  HOUGH变换对车牌进行倾斜度矫正。

Ø  图像二值化将字符进行分割,将分割的字符大小归一化后,BP神经网络进行字符识别。

Ø  神经网络隐含层的神经元个数过少,会导致训练时间过长,迭代次数多,权值来回调整,不易稳定。隐含层神经元个数过少,会增加网络的学习时间,网络所需要的存储容量也变大。因此,综合以上几点,汉字神经网络隐含层神经元的个数选取为18个。

Ø  动量因子的选取:引入动量因子使网络权值的变化反映误差曲面局部的梯度信息和误差曲面最近的变化趋势。

Ø  神经网络的训练:设计完神经网络的结构之后,对网络进行训练。

14.          ★机器视觉——人体运动检测识别单元参数

Ø  图像采集器,高清摄像机;

Ø  判断目标触发绊线的方法:看一个目标是否触发板线,主要看目标的四条边线是否和绊线相交,如果至少有一条相交,则认为触发,最常用的判断两线段相交的方法就是跨立试验,即如果一条线段跨过另一条线段,则线段的两个端点分别在另一条线段的两侧。但是,还需要检测边界情况,即两条线段中可能某条线段的某个端点正好落在另一条线段上。

Ø  检测周界区域内时否有人,没人时自动关闭整个系统;达到节能环保的目的。系统在休眠情况下,如有人进入周界区域内,系统瞬间自动启动系统,并进入正常工作状态。

15.          ★机器视觉——车辆超速检测单元技术参数

Ø  利用车牌识别技术对通过两个检测断面的车辆进行车牌识别,通过比对车牌号码,计算出辆车通过两个检测断面的时间。根据两点间的距离计算出此车在此路段上的平均车速,并将监测断面检测的原始数据提供给现场执法站服务器,经过处理分析,实现高速公路流量检测、车辆超速、交通违法检测及辅助处罚等功能;

Ø  超速提醒屏: 电压:标准5V;功率:80-120瓦;采用高亮度3.75LED点阵板; 显示屏尺寸:608X152MM;每平方点数:4400点;

Ø  车辆超速检测构成:视频采集器、车辆跑道、小车、超速显示器等。

Ø  采用Lucas-Kanade 金字塔算法计算像素点;

Ø  多帧图像恢复出一帧完整的背景图像的方式进行建模。

Ø  高斯噪声:把源于摄像机的噪声建模;

Ø  检测图像像素点的强度随时间的变化进而推断出物体移动速度及方向的方法, 光流法实际是通过检测图像像素点的强度随时间的变化进而推断出物体移动速度及方向的方法。

Ø  计算出来光流的速度和方向来判断车辆是否超速行驶。

Ø  预设车辆规定的最高时速;

Ø  TCP/IP 点阵LED屏;

Ø  TCP/IP网络控制主板:网络接口:支持100M网络;单段网线传输有效距离为:100米。RS232/RS485:各一个。最大控制点:单色:32768;

Ø  显示内容:欢迎光临、你已超速;

16.          ★机器视觉——车辆逆行检测单元技术参数

Ø 车辆逆行容易导致车辆发生碰撞,造成重大的财产损失和人员伤亡,致使交通延误,降低了路网的通行能力,具有很高的危险性;

Ø  车辆逆行检测:实时检测到逆行违章事件,并对前景进行检测提取,对视频图像进行分析,提取运动目标。

Ø  运动目标的检测方法:采相邻帧差法;算法主要采用帧差分法,来判断车辆的运动方向。

Ø  第一步:视频序列中K帧和K-1帧作差分,判断是否有车辆刚进入检测区或离开检测区。 检测到k帧有车辆刚进入检测区或离开检测区的话,提取k帧,k+1,k+2帧信息进行判断车辆是逆行还是顺行。对k帧,k+1帧和k+1帧,k+2帧分别作两图的绝对差分,判断点从A到B的方向和单行道的方向一致为顺行。判断点从A到B的方向和单行道的方向相反为逆行,通过A和B方向判断f(x,y)中每列的求和,设定阈值h,当i-1列每列和都少于h,第i列的和超过这个阈值h,这时i就表示A或B,然后对比两个I,就可以判断方向。

Ø  第二步尺度过滤,逆行监测模块只能测定监测区中是否有物体经过并确定是否逆行,它是否交通车辆,尚未可知。鉴于图像差分所产生的噪声、行人、自行车比汽车所占区域小得多,设计了尺度滤波器将尺度较小的物体及噪声滤掉,将差值图像二值化,物体所在区域像素点全标为1,背景点全标为0;设定适当的尺度阀值[7,8],把差值图像中面积小于A的区域滤掉。

Ø  采用光流法进行车辆运动检测,算法采用Lucas-Kanade 金字塔算法计算像素点的光流矢量值

Ø  光流法检测图像像素点的强度随时间的变化进而推断出物体移动速度及方向的方法, 光流法实际是通过检测图像像素点的强度随时间的变化进而推断出物体移动速度及方向的方法。

Ø  算法监测到有违章逆行事件发生后,就自动抓拍违章现场图片,并采集违章时间、路段、车道等相关信息,

Ø  系统每隔一个很小的时间片断抓拍一幅现场图片,共抓5幅,以时间、路段及车道等信息命名,按JPG格式压缩存储到服务器硬盘,为数据传输和违章管理提供数据。

Ø  预防高速、城市道路车辆非法逆行,带来的安全隐患;该系统自动识别车辆的行驶状态,对逆行车辆进行自动锁定、并提醒相关人员,从而降低交通事故的发生。

17.          ★机器视觉——车流量统计单元技术参数

Ø  车流量检测构成:视频采集器、车辆跑道、小车等。

Ø  高速公司模型,高速运动小汽车。图像采集器支架。

Ø  智能算法采用背景重建方法与基于分布的变化检测相结合进行背景重建,完成道路的背景提取。

Ø  背景重建算法要求完成一幅不包含运动物体的背景图像;

Ø  采用背景抑制法对图像中的运动目标提取,并用大津法确定分割图像的阈值,阈值将运动目标与背景进行分割。

Ø  能根据车辆的运动规律,在道路上设置虚拟检测窗口完成检测运动车辆;

Ø  运动目标检测:要求采用RGB空间的背景抑制法

Ø  要求视频中的每一帧图像,经过目标检测之后得到一幅包含运动目标的二值图像,运动目标为白色,背景为黑色。

Ø  视频要求:图像连续播放可以看到画面上代表车辆的白色区域在运动,同时要求能统计出这些白色运动区域的个数(车辆的个数)。系统要求能设置检测窗口的统计车辆个数。

Ø  跟踪功能:车辆进入区域系统能对车辆进行跟踪,辆车离开区域计数加1,然后重新开始计数,依次往复。

Ø  背景建模要求分为两类:统计背景模型和确定背景模型。

Ø  车流量统计,很好的解决了交通密集路段过往车辆的数量,同时也也可以为下一路段是否有阻车的可能性进行分析;为物联网视频传感感知系统、顺畅通行提供解决方案。也为城市道路调整、景区、路桥设计能力提供可行决策数据依据;

18.          物联网Zigbee智能小车

1.   ★结合物联网视频传感感知系统可完成功能:机器视觉停车收费、ETC不停车收费、图像车牌识别、视频人行检测、视频车辆逆行检测、视频车流量统计、视频区间测速、自动报站、智能路灯、物联网视频传感感知系统灯、小车寻迹、防追尾、各种传感器数据采集等子系统组成。

2.   采用寻磁小车,可以长时间使用。

3.   功能:系统上电小车全速,高速行驶;当小车靠近RFID时,Cortex-m4主控器自动识别RFID数据,控制小车停、开、转弯、直行等。

4.   Cortex-m4主控器采用Zigbee通信方式与沿路各单元(ETC、自动报站、停车场、道闸、路灯、交通信号灯等)进行联动。

5.   智能小车是系统重要组成部分之一,具有自动循迹功能且能与路灯、ETC、公交车站、摄像抓拍、交通信号灯等联动的控制,联动方式可以通过ZIGBEE或WIFI完成。

6.   ★智能小车能完成功能:光电寻线、寻磁力线、自动左/右转弯、前进、后退、停车、语音报站、自动避障等多种功能。

7.   寻迹种类:具有光电寻迹和电磁寻迹两种功能。

8.   外围数据采集模块安装在小车上,Cortex-M4综合控制板控制小车运动到指定地点,外围数据采集模块在目的地采集实时的温度、湿度、气体浓度、图像、位置等数据,得到的数据传回核心控制器模块。

9.   ★系统采用模块化分层设计:4驱小车驱动板、Cortex-M4综合控制板、液晶、RFID、像机头+各种扩展传感器模块组成。

10.  ★车身尺寸:200(长)*120(宽)*86(高)mm

11.  ★转向灯:左转灯、右转灯;

12.  ★语音报站:高保真有源讯响器;

13.  电池单元:2节锂电池,串联;带充电保护板。

14.  测速单元:采用霍尔电流传感器测速。

15.  ★4个马达单元:型号GA12-N20,减速马达直流电机,全金属齿轮,可顺逆/正反转,具有自锁功能,噪音小,扭矩大,电机精小,扭力大,电流小,减速比大,电机运行静音效果好。

Ø 电机最大空载转速:1000/min,

Ø 电机减速比:1:50

Ø 供电方式:18650锂电池组;理论工作时长:90min;

Ø 工作环境:温度-20~+50℃

Ø湿度10~80%RH

16.  电机支架:

Ø 高度:11mm

Ø 宽度:25mm

Ø 材质:ABS塑料

Ø 两个孔的中心间距16-18MM

17.  D字轴橡胶轮胎:优质橡胶实心胎,防滑、减震,内侧有凹凸起齿,24线编码可做速度检测,适合用于桌面型智能小车、机器人的动力车轮,通用性好

18.  ★RFID单元:频率13.56M Hz,符合ISO14443A协议,读卡有效距离:<5cm;13.56M射频卡中写入的不同信息来作为动作执行根据,可与智能沙盘其他功能部件(如路灯、交通信号、停车位管理等)联动完成不一样的动作。

19.  寻迹传感器单元1

Ø 传感器型号:ST188

Ø 采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成

Ø 检测距离:4——13mm

Ø 工作温度:-20~+65

Ø 响应时间:10ms

20.  ★寻磁传感器单元2

Ø 采用进口常开型电磁传感器;

Ø 输出方式:比较器输出,信号波形稳定;

Ø 驱动电流:15mA;

Ø 工作电压:3.3V-5V;

Ø 输出形式:数字量输出;

Ø 比较器:采用宽电压芯片LM393;

21.  电机驱动芯片:

Ø  芯片型号:L298P

Ø  输入电压:6.5——12V

Ø  逻辑部分工作电流Iss:<36mA

Ø  驱动部分工作电流Io:<2A

Ø  最大耗散功率:25W(T=75℃)

Ø  控制信号输入电平:高电平2.3V

Ø  工作温度:-25+130℃

Ø  驱动形式:双路大功率H桥驱动

Ø  支持PWM/PLL模式电机速度控制

22.  防追尾单元:

Ø    电压:DC5V ;静态电流:小于2mA

Ø    感应角度:≤15℃

Ø    探测距离:2cm-450cm;

Ø    测量精度: 0.3cm;

23.  ★Cortex-M4小车控制主板硬件技术参数

1)   CPU:STM32F407ZGT6,CORTEX-M4内核的微处理器;工作频率:168M,1MB FLASH,192K 的Data SRAM;3个I2C,3个SPI,6个USART,2路CAN,3个12位ADC转换器,2个12位DAC转换器,支持USB FS和JTAG调试;VDD监视器和温度传感器;

2)   USB OTG接口;

3)   一个以太网接口:10/100自适应网口;

4)   一个DB9 RS232接口

5)   液晶接口单元:可支持LCD 4.3TFT真彩液晶模块;可扩展4.3寸触摸屏

6)   2路CAN通道接口;

7)   4个用户指示灯,5个用户按键;

8)   1个电源开关,一个复位键;

9)   一个电源指示灯;

10)  一个DV5V输入接口;

11)  一个24C02存储芯片;

12)  一个SPI FLASH W25Q16

13)  语音接口:一路输入、一路输出;

14)  RTC后背电池接口;

15)  SD卡(SDIO接口):最大支持32G;

16)  摄像头模块接口:预留可以外扩CMOS摄像头接口;

17)  一个JTAG口;

18)  所有IO引出;

19)  片内看门狗定时器;

24.  ★液晶显示单元

1)   尺寸:4.3寸TFT液晶,带触摸功能;

2)   分辨率:480x272;16M色彩显示面板

3)   AM176220 TFT彩色液晶屏;

4)   SD卡接口

5)   读写周期:200ns;满屏刷新速度:≤13桢;

6)   最大电流:200mA

7)   集成8MB SDRAM对应8页显示缓冲。显示页寄存器和读写页寄存器独立设置,支持整页快速切换。

8)   TFT支持LED背光,采用300Hz PWM信号驱动,能量转换效率高,保证色彩准确还原、无闪烁效应,窜色现象。亮度支持从0~16间调节。

25.  ZIGBEE模块

1)   拨动开关,模块电源可以单独控制;有效防止不必要的损坏。

2)   采用TI公司CC2530;

3)   与zigbee节点进行无线通信;与CPU进行串口通信协议;

4)   组网方式:星状、网状

5)   模块尺寸:45X110mm

26.  WIFI视频采集模块(选配)

1)   车载视频采集摄像头;

2)   拨动开关,模块电源可以单独控制;有效防止不必要的损坏。

3)   支持无线802.11 b/g/n 标准;

4)   频率范围:2.412GHz-2.484GHz

5)   无线网络类型:支持STA/AP/STA+AP 三种工作模式;

6)   发射功率

Ø   802.11b: +16 +/-2dBm (@11Mbps);

Ø   802.11g: +14 +/-2dBm (@54Mbps)

Ø   802.11n: +13 +/-2dBm (@HT20, MCS7);

7)   传输速率110-921600bps

8)   内置TCP/IP协议栈,支持多路TCP Client连接;

9)   支持丰富的Socket AT指令;

10)  支持UART/GPIO数据通信接口;

11)  支持Smart link 智能联网功能;

12)  支持远程固件升级(OTA);

13)  内置32位CORTEX-M4,可兼作应用处理器 ;

14)  超低能耗,适合电池供电应用;

15)  3.3V 单电源供电;

16)  模块尺寸: 45X110mm

三、    实验项目

1、核心控板实验

实验1.         GPIO实验

实验2.         中断实验

实验3.         系统滴答定时器(SysTick)实验

实验4.         通用定时器(TIME)实验

实验5.         RTC实验

实验6.         232串口实验

实验7.         独立看门狗实验

实验8.         窗口看门狗实验

实验9.         STOP模式实验

实验10.     flash(SPI接口)读写实验

实验11.     Eeprom_24C02读写实验

实验12.     SD_CARD实验

实验13.     CAN总线通信实验

实验14.     基于USB设备的DEVICE实验

实验15.     基于USB设备的HOST实验

实验16.     音频实验

实验17.     TCPIP网络组件Lwip之TCP Server实验

实验18.     TCPIP网络组件Lwip之TCP Client实验

实验19.     TCPIP网络组件Lwip之UDP Server实验

实验20.     TCPIP网络组件Lwip之UDP Client实验

实验21.     TCP/IP网络组件Lwip之Ping实验

实验22.     LCD实验

实验23.     触摸屏实验

2、操作系统实验

实验1.         多任务实验

实验2.         信号量实验

实验3.         邮箱实验

实验4.         消息队列实验

实验5.         事件标志组实验

实验6.         Ucosii(2.86)+ucgui(3.90a)+ucgui_demo实验

3、ZigBee实验

实验1.         跑马灯实验

实验2.         中断实验

实验3.         定时器T1实验

实验4.         (查询方式)实验

实验5.         定时器T3(中断方式)实验

实验6.         串口实验

实验7.         休眠中断唤醒实验

实验8.         休眠定时器唤醒实验

实验9.         看门狗实验

实验10.     蜂鸣器实验

实验11.     ADC采集电压实验

4、交通csgo雷火电竞实验

实验1.         交通灯实验

实验2.         交通显示屏实验

实验3.         道闸控制实验

实验4.         RTC实验

实验5.         TCP服务端实验

实验6.         TCP客户端实验

实验7.         13.56M RFID读写卡实验

实验8.         小车运动控制和转向灯实验

实验9.         超声波避障实验

实验10.     多站点语音播报实验

实验11.     光电传感器寻迹实验

实验12.     电磁传感器寻迹实验

5、智能交能-----图像感知算法实验

实验1.         摄像机取流实验

实验2.         LED显示实验

实验3.         公交站实验

实验4.         ETC闸机控制实验

实验5.         智能停车引导实验

实验6.         机器视觉---人行运动检测实验

实验7.         机器视觉---车牌识别算法实验

实验8.         机器视觉---车流量计数实验

实验9.         机器视觉---车辆逆行检测实验

6、小车可扩展实验项目(需另配合模块完成)

实验1.         可燃气体传感器实验

实验2.         人体红外传感器实验

实验3.         温湿度传感器采集实验

实验4.         加速度传感器实验

实验5.         气压传感器实验

实验6.         光照度传感器实验

实验7.         GPS定位实验

实验8.         WIFI实验

实验9.         ZIGBEE实验

实验10.     图像采集实验

实验11.     视频传输实验

实验12.     硬件自检测试实验

四、    系统配置

类别

设备名称

参数

数量

服务器

智能交通控制服务器

I3处理器

用户自备

交通沙盘

沙盘

尺寸400x240CM,商场、建筑物、景观等

1

软磁力线

单位:米

若干

RFID卡

13.56M

若干

出/入口TCP/IP道闸控制子系统

道闸模型

PVC外壳+电机+控制器

2

TCP/IP道闸控板

主处理器采用STM32F103,点阵显示,通信接口:以太网;

2

光电传感器

车过自动落杆

2

ETC

ETC入口

900M 高频读写器

1

ETC入口

900M 高频读写器

1

光电传感器

车过自动落杆

2

道闸

PVC外壳+电机+控制器

2

机器视觉--车牌识别子系统(源代码开源)

高清网络车牌专用像机

130万像素高清网络像机

2

外壳模型

PVC材质

2

车牌及收费显示屏

显示屏尺寸:608X152MM;显示车牌号、空车位、收费金额等

2

TCP/IP显示控制板

标准HUB08接口2排,标准HUB12接口4排;100M网络接口

2

机器视觉(源代码开源)

车辆超速检测子系统

区间测速

1

机器视觉--车流量统计

车流量统计

1

机器视觉--行人检测识别子系统(源代码开源)

高清网络车牌专用像机

130万像素高清网络像机

1

机器视觉--检测人行检测子系统

机器视觉检测人行算法,有人系统工作

1

机器视觉--车辆逆行检测子系统(源代码开源)

高清网络车牌专用像机

130万像素高清网络像机

1

外壳模型

PVC材质

1

逆行显示屏

显示屏尺寸:608X152MM;显示逆行提醒

1

TCP/IP显示控制板

标准HUB08接口2排,标准HUB12接口4排;100M网络接口

1

物联网Zigbee智能小车

CORTEX-M4物联网智能小车

4驱电机

2

ZIGBEE协调器模块

IT公司CC2530

1

RFID读卡模块

频段13.56M

2

1806电池及充电器

锂电、12V充电器

2

4.3寸液晶

TFT真彩

2

磁力传感器寻迹模块

寻磁寻迹

2

光电传感器寻迹模块

光电传感器

2

带倒计时交通信号灯控制子系统

交通灯模型

PVC外壳

4

交通信号灯控制板

处理器:STM32F103;红、绿、黄交通信号灯;2位数码管时间显示

4

Zigbee模块

采用TI公司CC2530主芯片

4

智能路灯控制子系统

路灯控制板

主处理器采用STM32F103,点阵显示,以太网接口;CC2530;8路光耦隔离输出;

1

路灯

前后左右四个方向路灯

若干

Zigbee模块

采用TI公司CC2530主芯片

1

光电传感器

检测车行方向

4

智能停车引导子系统

外壳模型

PVC材质

1

停车场控制板

32位处理器芯片STM32F103核心处理器,频率:72MHz

1

点阵显示屏

显示屏尺寸:608X152MM;显示空车位

1

TCP/IP显示控制板

标准HUB08接口2排,标准HUB12接口4排;100M网络接口

1

光电传感器

检测小车位置

2

Zigbee模块

IT公司CC2530

1

公交语音报站及站点显示子系统

外壳模型

PVC材质

2

室外显示屏

显示屏尺寸:608X152MM;显示空车位

2

TCP/IP显示控制板

标准HUB08接口2排,标准HUB12接口4排;100M网络接口

2

光电传感器

检测小车位置

2

扬声器


1

配件

各种线材

网线、控制线、电源线、信号线

若干

交通指导书

配套

1

视频算法指导

配套

1

网络交换机

16口网络交换机

1

电源

5V/5A开关电源

输出5A

1

12V电源

输出2A

2


机器视觉系统------工程csgo雷火电竞系统(可选)

1.       智能车牌识别停车管理系统也可以做成真实工程演示系统

2.   系统组成:管理控制中心、停车场入口端设备、出口端设备、LED显示设备、组网/防雷五部分组成。

3.       系统配置

Ø  2套道闸

Ø  2套道闸控制主板

Ø  2套车辆检测器

Ø  2套地感线圈

Ø  2套电力波

Ø  1套入口车牌LED点阵显示屏+主控板

Ø  1套出口车牌LED点阵显示屏+主控板

Ø  2套高清车牌专用像机

Ø  2套像机保护罩

Ø  2套LED补光灯

Ø  2套立杆+五金固定件

Ø  1套语音播报

Ø  2套光纤收发器

Ø  防雷器

Ø  交换机

Ø  若干电源

Ø  5类网线若干

Ø  线槽若干

Ø  光纤、尾纤若干

Ø  2套横杆

Ø  服务器(选配)


产品部分图片

1、入口TCP/IP网络点阵显示器+控制板

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