基于FPGA的汽車防撞系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，居民生活水平逐漸提高，汽車走進(jìn)百姓的家庭，與此同時(shí)，道路事故頻發(fā)已成為社會(huì)頑疾。安全輔助駕駛(SDA)于是成為當(dāng)前國(guó)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(lái)，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(chǔ)塊等資源越來(lái)越豐富，功能也越來(lái)越強(qiáng)大，因此FPGA在當(dāng)前的嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)FPGA憑借其強(qiáng)大的并行處理數(shù)據(jù)的能力和設(shè)計(jì)的靈活性

2、在圖像處理領(lǐng)域有著很大的優(yōu)勢(shì)。鑒于此，本文針對(duì)汽車交通事故中，車輛碰撞發(fā)生比率高的現(xiàn)實(shí)，提出一種以數(shù)字圖像處理技術(shù)為主要手段，基于FPGA的汽車防撞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。
　　本系統(tǒng)主要通過數(shù)字圖像處理技術(shù)完成各個(gè)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(yù)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(yù)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(shí)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(shì)，同時(shí)采用VerilogHDL完成其設(shè)計(jì)，也使其設(shè)計(jì)靈活，調(diào)試方便。系統(tǒng)流程控制及預(yù)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(yù)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(diǎn)以及軟件流程控制方便的優(yōu)勢(shì)。
　　基于FPGA的SOPC技術(shù)的采用，充分利用了軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。利用硬件完成運(yùn)算量大、流水性高的圖像處理任務(wù)，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性;利用軟件完成預(yù)警判別和系統(tǒng)整個(gè)流程控

4、制，利用了軟件在流程控制方面的優(yōu)勢(shì)，使系統(tǒng)操作靈活，控制更方便。軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方式中硬件描述語(yǔ)言VerilogHDL的采用體現(xiàn)了硬件設(shè)計(jì)的軟件化，提高了硬件設(shè)計(jì)的靈活性，提高了效率，同時(shí)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(shí)時(shí)性和硬件成本間取得很好的平衡，達(dá)到系統(tǒng)性能、成本都能較好的滿足實(shí)際需求。
　　本文對(duì)系統(tǒng)方案進(jìn)行了理論驗(yàn)證，并完成了系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)與調(diào)試。經(jīng)過系