基于FPGA车辆防碰避障技术的研究

摘要

近30年随着中国经济的迅猛发展，家用小汽车也逐渐进入平常百姓家中，由于城市中车辆的不断增长，车辆事故率逐渐增高，给人们的生命财产带来巨大的潜在危险。因此，研究车辆的防碰避障技术就变的日益重要。在驾驶过程中，为了更智能的为驾驶者提供路况辅助信息，本文展开以摄像头和雷达为辅助工具的车辆防碰避障技术的研究。
　　本文首先对目前国内外汽车厂商以及科研单位在车辆防碰避障技术领域的发展状况进行总结，对目前各大汽车厂商在车辆防碰避障方面常用的技术方案进行概括比较。随着科技的发展，近些年FPGA的功能越来越强大，其强大的运算能力和大量数据存储能力使它在视频图像处理方面的优势也日益突出。文章主要研究了一个基于 FPGA的图像处理与传统毫米波雷达相结合的车辆防碰避障系统，该系统以摄像头模块和毫米波雷达模块作为数据输入模块，EP4CE6E22C8N作为数据处理器，使图像处理技术与传统雷达测距相结合，更加准确预判前方目标车辆的状态，设计了从安全距离建模、图像采集、存储、模板匹配、雷达测距、预警信息触发条件的完整系统。在完成摄像头图像采集后，采用Sobel算子边缘检测算法和数学形态学实现对目标车辆的检测和识别。在车辆预警系统设计中，根据车辆本身刹车系统以及驾驶员习惯，设计模糊规则库和触发条件，实现更加智能的预警系统，为驾驶者提供可靠参考信息。
　　在本设计中，建立临界安全模型，并用MATLAB对建立的模型进行仿真，图像处理方面主要在实验板上实现，并通过VGA显示。

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第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外相关领域的研究现状

1.3 几种不同防撞技术的比较

1.4 论文研究内容

1.5 论文结构

第2章 车辆安全距离模型建立

2.1 车辆安全距离建模目的

2.2 车辆制动过程行驶距离建模分析

2.3 模型参数的确定

2.4 仿真结果

第3章 目标车辆的检测

3.1 毫米波雷达目标检测

3.2 摄像头图像处理算法

3.3 基于图像处理的目标车辆检测

3.4 信息融合

第4章 系统总体设计

4.1 系统总体设计方案

4.2 系统硬件设计方案

4.3 系统算法模块设计

4.4 决策算法设计

第5章 系统实现与测试

5.1 毫米波雷达有效目标判断

5.2 车辆检测测试

5.3 预警测试

第6章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 未来展望

致谢

参考文献

附录