基于FPGA的汽車防撞系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，居民生活水平逐漸提高，汽車走進百姓的家庭，與此同時，道路事故頻發(fā)已成為社會頑疾。安全輔助駕駛(SDA)于是成為當前國際智能交通系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容，是解決交通安全的問題的主要途徑之一。
　　近年來，隨著大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，可編程邏輯FPGA所包含的邏輯單元，內(nèi)部存儲塊等資源越來越豐富，功能也越來越強大，因此FPGA在當前的嵌入式實時系統(tǒng)中得到廣泛應用，同時FPGA憑借其強大的并行處理數(shù)據(jù)的能力和設計的靈活性

2、在圖像處理領域有著很大的優(yōu)勢。鑒于此，本文針對汽車交通事故中，車輛碰撞發(fā)生比率高的現(xiàn)實，提出一種以數(shù)字圖像處理技術為主要手段，基于FPGA的汽車防撞系統(tǒng)的設計方案。
　　本系統(tǒng)主要通過數(shù)字圖像處理技術完成各個功能模塊。系統(tǒng)主要分為圖像處理模塊和系統(tǒng)流程控制與預警判別模塊兩部分組成。圖像處理模塊主要完成圖像信息的采集及預處理、灰度化、濾波去噪等流程，此模塊由FPGA以硬件電路的形式實現(xiàn)，充分利用了FPGA在并行處理和適于流水處理方面

3、的優(yōu)勢，同時采用VerilogHDL完成其設計，也使其設計靈活，調(diào)試方便。系統(tǒng)流程控制及預警判決模塊主要有內(nèi)嵌于FPGA的NiosⅡ軟核處理器以軟件方式完成，完成系統(tǒng)流程控制及預警狀態(tài)判別等功能，利用了軟核處理器可配置，可重載的特點以及軟件流程控制方便的優(yōu)勢。
　　基于FPGA的SOPC技術的采用，充分利用了軟硬件協(xié)同設計的優(yōu)勢。利用硬件完成運算量大、流水性高的圖像處理任務，提高了系統(tǒng)的實時性;利用軟件完成預警判別和系統(tǒng)整個流程控

4、制，利用了軟件在流程控制方面的優(yōu)勢，使系統(tǒng)操作靈活，控制更方便。軟硬件系統(tǒng)設計的方式中硬件描述語言VerilogHDL的采用體現(xiàn)了硬件設計的軟件化，提高了硬件設計的靈活性，提高了效率，同時軟核處理器NiosⅡ支持的自定義指令、自定義模塊和C2H可以完成軟件的硬件加速。因此可以使系統(tǒng)在實時性和硬件成本間取得很好的平衡，達到系統(tǒng)性能、成本都能較好的滿足實際需求。
　　本文對系統(tǒng)方案進行了理論驗證，并完成了系統(tǒng)在實驗室設計與調(diào)試。經(jīng)過系