AI+嵌入式的智慧城市交通状况监测系统

孙李生 陶茂亮 赵家浩 卢远航

（佛山科学技术学院，广东 佛山 528000）

引言

自20 世纪90 年代发展以来，随着社会经济的高速增长,机动车和道路行人数量不断增加,导致城市道路的交通问题日益凸显,这严重制约着城市和社会的健康发展,传统的交通管理与规划已很难满足日益增长的交通需求。

在即将到来的智慧城市生活中，我们如何利用智慧化技术为城市道路交通管理提供便捷性、高效性的手段,从而将城市交通向智慧化转变，成为了当前城市道路交通亟需解决地问题。

对此，本项目也是在这一背景下提出的，旨在为智慧城市交通的规划和管理提供新的思路与解决方案。

一、整体系统框架介绍

结合当下AI+嵌入式的技术主流，本系统采用的是机器智能视觉与嵌入式设备相结合，其中机器智能视觉处理部分主要在OpenCV 框架下实现。

本系统由32 位处理器作为上位机的图像处理平台、8 位处理器作为下位机的其他硬件控制平台、摄像头模块、交通灯模块、无线传输模块、0.91 寸的OLED 显示屏和有源蜂鸣器等电路模块组成。主要分为上位机和下位机两大部分。

其中，上位机树莓派负责行人和车辆的识别监测、向车辆发送报警信息和模拟控制交叉路口红绿灯；下位机Arduino 负责模拟车辆在行驶过程中接收到的报警信息和对此作出的反应。

其中，树莓派4B 处理器结合CSI 摄像头实现物体检测，配置LED 灯模拟交通灯，连接无线传输模块与Arduino 进行无线传输，为上位机；Arduino UNO-R3 连接无线传输模块接受来自树莓派的数据，外接报警模块（有源蜂鸣器和OLED 显示屏），为下位机。

在系统的软件设计部分，其中，上位机中的树莓派4B 采用Python 编程语言进行开发，而下位机Arduino 采用的是C 语言进行开发。

二、系统的实验效果

本系统在分析了当前国内的城市交通系统状况之后,通过查询相关文献；从当下城市交通状况上出发,深入分析了城市道路状况监测系统的需求,提出城市道路交叉路口智能检测系统，并设计了以下几个功能：

（1）行人过道检测；（2）过往往车辆检测；（3）过往车辆提前预警；（4）实时根据道路交通状况控制红绿灯转向。

当识别出行人时亮红灯：

识别车辆并绿灯亮：

当同时识别到行人与车辆时：

三、结语

在本次系统设计中预设的基本功能都可以实现，还存在的问题主要存在于上位机中摄像头对物体的识别精度，上位机与下位机之间的通信质量问题。

系统设计中主要的功能有：对行人和车辆的识别、控制交通灯的亮灭、数据的无线传输、报警模块的图像与语音处理。在对行人和车辆识别中，整体而言还算是趋于良好，但对图像处理的部分算法模型还需要进一步的完善，以达到更快的识别速度和更高的准确率。