AI+嵌入式的智慧城市交通狀況監測系統

孫李生 陶茂亮 趙家浩 盧遠航

（佛山科學技術學院，廣東 佛山 528000）

引言

自20 世紀90 年代發展以來，隨著社會經濟的高速增長,機動車和道路行人數量不斷增加,導致城市道路的交通問題日益凸顯,這嚴重制約著城市和社會的健康發展,傳統的交通管理與規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，我們如何利用智慧化技術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變，成為了當前城市道路交通亟需解決地問題。

對此，本項目也是在這一背景下提出的，旨在為智慧城市交通的規劃和管理提供新的思路與解決方案。

一、整體系統框架介紹

結合當下AI+嵌入式的技術主流，本系統采用的是機器智能視覺與嵌入式設備相結合，其中機器智能視覺處理部分主要在OpenCV 框架下實現。

本系統由32 位處理器作為上位機的圖像處理平臺、8 位處理器作為下位機的其他硬件控制平臺、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。主要分為上位機和下位機兩大部分。

其中，上位機樹莓派負責行人和車輛的識別監測、向車輛發送報警信息和模擬控制交叉路口紅綠燈；下位機Arduino 負責模擬車輛在行駛過程中接收到的報警信息和對此作出的反應。

其中，樹莓派4B 處理器結合CSI 攝像頭實現物體檢測，配置LED 燈模擬交通燈，連接無線傳輸模塊與Arduino 進行無線傳輸，為上位機；Arduino UNO-R3 連接無線傳輸模塊接受來自樹莓派的數據，外接報警模塊（有源蜂鳴器和OLED 顯示屏），為下位機。

在系統的軟件設計部分，其中，上位機中的樹莓派4B 采用Python 編程語言進行開發，而下位機Arduino 采用的是C 語言進行開發。

二、系統的實驗效果

本系統在分析了當前國內的城市交通系統狀況之后,通過查詢相關文獻；從當下城市交通狀況上出發,深入分析了城市道路狀況監測系統的需求,提出城市道路交叉路口智能檢測系統，并設計了以下幾個功能：

（1）行人過道檢測；（2）過往往車輛檢測；（3）過往車輛提前預警；（4）實時根據道路交通狀況控制紅綠燈轉向。

當識別出行人時亮紅燈：

識別車輛并綠燈亮：

當同時識別到行人與車輛時：

三、結語

在本次系統設計中預設的基本功能都可以實現，還存在的問題主要存在于上位機中攝像頭對物體的識別精度，上位機與下位機之間的通信質量問題。

系統設計中主要的功能有：對行人和車輛的識別、控制交通燈的亮滅、數據的無線傳輸、報警模塊的圖像與語音處理。在對行人和車輛識別中，整體而言還算是趨于良好，但對圖像處理的部分算法模型還需要進一步的完善，以達到更快的識別速度和更高的準確率。