智能汽车防撞与报警系统设计

摘要

随着我国经济的快速增长以及道路交通的快速发展，我国汽车的拥有量也在迅速增加，由此带来的公路交通事故也明显增加。为了解决交通安全的问题，安全辅助驾驶系统应运而生。智能汽车防撞与报警系统作为安全辅助驾驶的核心部分主要针对公路汽车的碰撞事故。当汽车在公路上行驶时，系统能够检测周围的路况信息，当判断到危险存在时，就会通过声光报警，提醒驾驶员；紧急情况下，系统能够直接控制转弯或刹车，避免交通事故的发生。
　　 目前，由于视觉图像能提供更为丰富的信息，同时考虑系统的成本和实时性问题，基于视觉技术的汽车防撞和报警系统的研究最为广泛。随着数字信号处理技术以及嵌入式技术的不断发展和完善，嵌入式硬件水平不断提高，DSP和FPGA芯片运算速度、集成度、数据吞吐率等性能的也随之不断提高，基于图像处理技术和嵌入式技术的汽车防撞与报警系统的研究也成为研究的热点。
　　 本文设计了一种基于DSP+FPGA硬件平台的嵌入式智能汽车防撞与报警系统。DSP作为系统的主控制芯片负责控制整个系统以及高层处理算法的实现；FPGA作为DSP的协处理器，负责图像采集和图像预处理工作。在完成硬件电路设计后，设计实现了FPGA的图像采集功能。对智能汽车防撞与报警系统中的图像处理算法进行研究，基于有限脊波变换，给出一种结合正交小波变换的算法，该算法即使在复杂的背景环境下对汽车也具有良好的检测效果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 智能汽车防撞与报警系统概述

1．2 课题的背景及意义

1．3 国内外研究现状

1．4 论文组织结构及开展的主要工作

第二章 系统总体设计方案

2．1 智能汽车防撞与报警系统总体构成

2．2 嵌入式系统开发流程

2．3 系统处理器的选择

2．3．1 系统主处理器的选择

2．3．2 系统协处理器的选择

2．3．3 DSP与FPGA协同设计

2．4 本章总结

第三章 芯片选型及硬件电路设计

3．1 系统处理器选择

3．1．1 DSP芯片TMS320DM6441

3．1．2 系统协处理器FPGA

3．2 系统硬件功能模块实现

3．2．1 系统硬件设计总体结构

3．2．2 系统电源模块设计与实现

3．2．3 HPI接口模块设计

3．2．4 视频采集模块实现

3．2．5 视频缓存模块实现

3．3 本章总结

第四章 基于FPGA的开发流程及视频采集实现

4．1 Xilinx FPGA的嵌入式开发流程

4．1．1 Xilinx EDK开发工具

4．1．2 Xinlinx嵌入式开发的流程

4．2 FPGA视频图像采集

4．2．1 视频信号采集子模块设计

4．2．2 视频信号处理子模块设计

4．2．3 视频显示子模块设计

4．2．4 视频捕获模块设计

4．3 本章总结

第五章 DSP开发流程及基于图像的汽车识别研究

5．1 DSP开发流程

5．1．1 嵌入式操作系统引导和配置

5．1．2 Bootloader介绍

5．1．3 TMS320DM6441启动机制

5．2 视觉图像处理技术

5．2．1 双面视觉测量原理

5．2．2 图像特征提取

5．2．3 脊波变换及其数字实现

5．2．4 有限脊波变换

5．2．4 基于有限脊波变换的线性特征提取算法

5．2．5 汽车识别实验结果

5．3 本章总结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

附录