智能感知守护站台安全——微电子工程系大学生创新创业训练计划项目“基于压力传感与视觉融合的站台区域入侵智能检测方法”取得阶段性成果
日期:2026-10-27  作者:王晓袁   来源:  浏览量:1

随着轨道交通网络不断加密,站台候车区域的安全管理受到越来越多关注。旅客在列车进站前的候车过程中,一旦越过安全警戒线进入危险区域,可能带来安全隐患。围绕这一实际需求,微电子工程系学生团队开展了省级大学生创新创业训练计划项目“基于压力传感与视觉融合的站台区域入侵智能检测方法”(项目编号:2026000323)。项目围绕站台区域入侵智能检测开展硬件搭建、算法优化与系统联调,阶段性成果已初步形成。

在技术方案上,项目以FPGA开发板为识别与驱动核心,采用CMOS摄像头OV5640采集站台模拟场景图像,通过HDMI显示屏实时显示检测画面,并结合蜂鸣器实现报警提示。系统基于EP4CE10F17C8平台,使用Quartus Prime 18.0和Verilog完成设计,硬件资源占用较为精简。算法方面,团队将邻帧差算法与边缘检测技术进行融合优化,经过灰度化、差分、阈值分割、形态学滤波等处理,实现对运动目标的识别与定位;同时引入加框处理技术,对异常目标进行可视化标注,为报警响应提供坐标依据。项目现阶段重点完成视觉检测链路与FPGA硬件验证,并为后续多传感融合预留了接口。

1.png

从成果亮点看,团队完成了核心算法的融合优化与硬件系统搭建。在复杂场景测试中,危险行为检测准确率提升至98.2%,较传统单一算法检测精度提高35%以上;加框处理可精准定位直径不小于10cm的异常目标,框选误差控制在±2cm内;视频处理延迟缩短至80ms,较传统基于CPU的处理系统响应速度提升60%,能够满足站台实时安全警戒的毫秒级需求。系统实现“采集—分析—识别—报警”全流程自动化,并支持危险区域范围、报警阈值等参数自定义,可适配不同规模站台场景。项目已形成发明专利成果“基于压力传感与视觉融合的站台区域入侵智能检测方法”。

2.png

在系统测试环节,团队完成了各模块功能验证和板上测试。当模拟人员越过安全警戒线进入危险区域时,摄像头能够捕捉目标,显示屏实时框选其位置,蜂鸣器同步报警,提示人员退出警戒线外。测试结果表明,所设计的平台能够满足预期设计要求,具有较高的运行效率和资源利用率。

项目推进过程中,团队对“试错与迭代”有了更深的体会。项目初期,单一邻帧差算法在人流密集场景下容易出现误检,边缘检测技术在弱光条件下又存在漏检问题。团队通过200余组对比实验,调整算法权重系数、优化图像预处理步骤,逐步实现两种技术的互补融合。硬件调试阶段,电源模块接线接触不良、数据传输接口协议不匹配等问题也让大家认识到,硬件开发中每一个细节都需要严谨验证。团队通过建立问题台账,记录故障现象、排查过程与解决方案,为后续项目积累经验。

目前,项目已完成站台安全预警系统平台搭建,验证了帧差法在FPGA平台上的可行性。后续团队将继续优化算法在复杂站台环境下的适应性,提升系统在列车运行、乘客上下车等场景中的稳定性,并探索与更多图像处理、机器学习方法结合,进一步增强系统的可扩展性与应用价值。

【收藏本页】