0 导言
近年来，国际国内安全形势不容乐观，恐怖活动呈上升趋势。因种种问题冲击政府、戎行、企业的事情逐年增多，其间就有恐怖分子使用轿车为作案东西带着爆破设备冲入方针单位引爆，形成伤亡的事例。怎么才能对违法嫌疑车辆施行敏捷有用的设卡阻拦，给公安、武警提出了新的课题，进步智能阻拦性已经是燃眉之急。通过调研发现，国内大多数营区的营门安防办法较为单一，防护车辆冲击设备根本为减速带、阻车钉等，并且阻车钉均为有线、或无线遥控式触发。因为恐怖活动事发忽然，轿车快速闯入营区，值守人员来不及做出反响，阻车钉不能在恰当机遇弹出。因而，为保证政府、戎行、企业等方针单位安全，规划一种营区防冲击体系，通过模仿线圈感应、车牌辨认、车辆测速、体系操控、预警正告等技能使阻车钉主动弹出，可以对恐怖分子驾车冲击营区施行有用的阻拦。
1 体系完结框图及各部分作业原理
1．1 智能营区防冲击办理体系计划
政府、戎行、企业等单位一般都设有车辆收支专用车道，且都有警卫人员，如图1所示。
当车辆行进至营门收支口处10 m，即图1中的虚拟线圈感应区时，摄像机主动检测车辆的车牌信息。其根本流程为：车辆是否为本单位车辆→阻车钉是否弹出。经判别后，对收支营区的车辆分以下三种状况来处理：
（1）本单位车辆
当车辆抵达虚拟线圈感应区时，体系即主动辨认该车车牌，并判别是否为本单位车辆，若是本单位车辆，体系清零，摄像机复位，测速设备不作业，体系处搁置状况。
（2）暂时车辆
当车辆抵达虚拟线圈感应区时，体系判别非本单位车辆，主动抓拍，营区值班员招停，并作好信息挂号后，向驾驶员宣布慢速驶入营区指令。假如该车未听指令加快行进，体系设有两道测速线，车辆驶过第一道测速线，若超越限速，体系敏捷弹出当即减速警示牌并警铃报警，提示驾驶员减速；车辆驶过第二道测速线，若未减速仍超越限速，阻车钉弹出，示为风险车辆。
（3）特别车辆
特别车辆包含军车、警车、救护车等，营门值班人员可依据实际状况做出相应处理。
1．2 智能营区防冲击体系的根本框图
本文所论说的营区防冲击体系理论上首要是依据FPGA和DSP体系规划的。使用FPGA来完结图画及速度信号的收集与传输，体系的全体操控等操作。使用DSP的快速运算才能来完结车牌的辨认。该体系的根本框图如图2所示。
摄像机不断地往视频解码芯片A／D里传输监控视频流。当车辆通过触发线时，触发车辆检测器，检测器给FPGA一个检测脉冲，触发FPGA从视频流中截取一帧图画。FPGA缓存一行的图画数据，行满时使用中止告诉DSP获取图画。DSP使用EDMA从FPGA中获取图画数据，当接纳完一帧的图画数据后，以帧为单位，发动算法开端对图画进行处理。取得成果被写入FPGA中与存储数据比照。测速信号由测速传感器发送至FPGA中，在FPGA内部直接处理，后依据判别成果，宣布操控信号决议警报器是否报警或阻车钉是否弹出。
1．3 智能营区防冲击体系的硬件渠道规划
现在，应用于形式辨认、体系测速等规划计划大都选用两片乃至更多微处理器的主从式结构，一片担任高速数据收集使命，一片担任完结杂乱的信号处理，如FPGA+DSP、ARM+DSP等。本文首要触及的关键技能有模仿线圈感应规划、车牌主动辨认规划、轿车红外光测速规划等，考虑到营门区车流量较小，数据处理流量不大，但体系模块化程度高档特色，结合FPGA+DSP结构特色，选用了Xilinx公司Virtex 5系列的
XC5VSX50T芯片。如图2所示。Virtex 5系列是第一个充分发挥了65 nm工艺性能、密度和本钱优势的FPGA系列产品，供给550 MHz DSP48ESl-ice逻辑片支撑，内置有25×18MAC，可以在资源使用率低于50 ％的状况下完结单精度浮点运算。其特色是：速度等级更高、功耗更低、嵌入式处理器才能更强、DSP核算才能更大、简化了外部接口规划、本钱进一步降俯。因而依据既要完结体系操控和数据收集使命，也要完结杂乱的信号处理的要求，该芯片抵达体系需求，契合本钱低、重量轻、功耗小等要求。
1．4 虚拟线圈感应规划
为提取车辆信息，避免移动方针混杂体系作业，发生错误判别，选用一种虚拟线圈辨认车型的办法。该办法将检测线与虚拟线圈相结合，对提取的移动信息进行预处理，以触发线检测抵达预先设置方位的移动方针，然后触发虚拟线圈来提取移动方针特征，通过BP神经网络来辨认出是否为车，是车判别“1”，体系进入下一步作业，不是车判别“0”，体系复位，降低了体系出错率，抵达体系正常作业的意图。
触发线是在图画序列的恰当方位设置一个平行条状的线型，当有车辆进入触发线时，通过其时触发线方位的像素与相应布景图画触发线方位的像素比较，假如触发线方位像素灰度值改变大于必定的阈值，就以为检测到车辆抵达检测线的方位。如图3所示。
在图3中，赤色方块代表着虚拟线圈。虚拟线圈就是在图画上设置一系列由N×N像素巨细组成的方块。因为车辆抵达触发线，触发线检测到2条黑色平行线间的像素改变，所以宣布触发信号。当接纳到检测线的触发信号时，可通过当时帧与布景图画的虚拟线圈方位的比较来判别每个小线圈是否有车辆占有。假如大于必定阈值可判别有车占有，并通过长、宽和面积可判别出详细车型。
1．5 车牌主动辨认规划
轿车车牌主动辨认是该体系首要功用模块之一。其功用是使用车牌是车辆身份的专一标识的思维概念来智能辨认和核算车辆。它首要选用先进的图画处理、形式辨认和人工智能技能，通过对车辆图画的收集和处理，取得车辆的数字化信息，以决议该车是否为本单位车辆。
车牌主动辨认模块由车牌图画的捕获，车牌辨认，辨认成果处理等部分组成。车牌图画捕获 首要是使用图画收集设备将摄像机所收集的图画信息有用的传输至车牌辨认体系内部，以便进行进一步的辨认与处理。
车牌辨认 是指当收集到的车牌图画传输到处理器XC5VSX50T芯片的DSP48e处理模块后，进行车牌的准确认位、滤波去噪处理、字符切割、字符辨认等进程，通过车牌辨认模块的中心辨认算法来辨认处车辆车牌的信息。如图4所示。
辨认成果处理 辨认成果由DSP宣布后通过FPGA体系内部本单位车辆数据库的比照，进行验证。是本单位车辆，放行，体系复位；不是本单位车辆，进入下一进程。
1．6 轿车红外光测速规划
因雷达测速本钱太高、线圈测速易老化和损坏，所以计划选用红外光测速形式。测速模块由4个红外发光传感器以及报警LED灯等体系构成，分别为A，B，C，D四组，AB为第一组测速，后接报警器及LED限速灯，CD为第二组测速，以AB组为例，如图5所示。
图5中A，B两点是路旁一侧上的两点，分别安装着可发射38 kHz的红外发光管，相应对面的两点A’、B’处安放的光电接纳器接纳，一起组成一个光控测速区。当有车辆通过光控测速区时，A点宣布的光线首要被阻断，第一个光电探测器A-A’将光信号转化为电信号送入信号调制电路，通过扩大、整形，送至FPGA处理器。FPGA接到此触发信号，翻开内部计数器开端计数，时刻t的值相应不断添加。当轿车抵达B点时，第二个光电探测器B-B’将光信号转化为电信号经信号调制电路送至FPGA处理器使计数器中止计数，t的值就确认了。由A，B两点间的间隔S除以t便得到速度v。假如核算得到的v值在设定的安全速度规模之内，LED限速灯、报警电路就不作业，假如车辆由B驶向A，即反向驶出，体系也不作业；假如v值超出设定规模之外，则核算速度偏移量△v=Vmax-v，假如△v《“O”，则LED限速灯闪亮、报警电路发动作业。
2 软件流程
Xilinx供给了AccelDSP归纳东西，该东西依据Matlab高档言语开发Xilinx的DSP模块，可主动完结浮点到定点的转化，生成可归纳的VH-DL或Verilog代码，并为验证进程创立测验基准向量。软件部分首要功用是完结数据收集、体系的操控以及图画处理运算。体系软件的履行流程如图6所示。
3 结 论
本文提出了依据FPGA的智能营门防冲击体系规划，并论述了首要模块的规划办法。经理论认证，该体系对防备恐怖分子冲击营区有必定的效果，可以战胜突发状况下营门值守人员的慢反响，大大进步政府、部队、企业营区的安全性。
