1.项目概述
1.1 项目布景
跟着轿车的遍及和高速公路的兴修，轿车的自动安全功用遭到人们越来越多的重视，安全辅佐驾驭已成为世界智能交通体系研讨的重要内容。但是，研讨标明，在驾驭员–轿车–路途3个环节中，驾驭员是可靠性最差的一个环节，80％以上的交通事故来自于驾驭员的过错。据统计，其间约有44％的交通事故与车辆行进违背正常车道有关，其首要原因是驾驭员注意力不会集或许疲惫驾驭，形成车辆的无意识违背。针对此状况，行车过程中的车道检测及报警的研讨，遭到了世界各国的高度重视。
1.2 体系功用及项目方针
体系的首要功用分为下面五个部分：
（1）经过摄像机获取车道信息，即视频帧图画
（2）对得到的视频帧图画进行预处理
（3）对预处理后的图画进行边际提取，取得车道标识
（4）依据车道标识进行离道评价
（5）依据评价成果做出相应报警办法
体系的要求及方针：
（1）体系的一切功用和算法都运用FPGA完结
（2）体系能满意实时处理要求，到达体系的实用性
2.项目计划
2.1 功用模块
从功用上，车道违背报警体系可分为4个功用模块，分别是：车道辨认预处理(Preprocessing)、车道模型判别(Mode Selection)、车道辨认(Lane Detection)和路途违背判别(Warning)，选用例图表明体系功用，如图一所示。
图（一）车道违背报警体系结构图
1. 车道辨认预处理模块
车道辨认预处理模块是整个体系的根底，车道边际特征点提取模块首要包含一些预处理的滑润算法，依据灰度阈值切割的车道外边际检测和车道图画的二值化处理。
2. 车道判别模块
车道判别模块，依据路途的先验常识，经过直线或许曲线模型来确认车道线，将车道检测转化为确认数学模型的参数。车道模型分为直线模型，曲线模型和组合模型三种。
3. 车道检测模块
车道检测指在没有路途先验信息条件下，确认车道标志线的方位，用直线或许曲线拟合车道特征点，得到车道线的数学模型，用于车道违背预警的判别。
4. 路途违背模块
路途违背模块依据车道检测模块得到的数据，使用车道违背正告规范进行车道违背判别，依据判别的成果和给定的阈值比较，做出相应正告。
从用例图中能够看出这四个模块的相互关系，在图画预处理模块和车道模型挑选模块的根底上，发动车道检测模块。预警模块则依赖于车道检测模块，依据车道检测的参数，判别是否预警。
2.2 处理流程
该体系的流程图如图二所示：
图（二）车道违背报警体系流程图
1.视频图画收集
依据摄像头的装置方位，摄像头能够分为侧视摄像（摄像头装置在车辆旁边面）和前视摄像（摄像头装置在车辆前部，斜指向车辆的前方），本体系中选用前视摄像方法。
2.图画预处理
图画在收集过程中，因为路面存在斜度，障碍物，车道在远方还有天空等信息，这些信息具有很强的搅扰性，因而捕取得到的车道不能直接用于车道检测。需求经过一些图画初始化，挑选感兴趣的区域，以削减搅扰和进步核算功用。为了消除噪音的影响还要做低通滤波，最终还要选用使用阈值对图画进行二值化切割，以获取更为明晰的车道线，简化了车道线检测。
3.车道检测
车道检测指在没有路途先验信息条件下，确认车道标志线的位值，用直线或许曲线拟合车道特征点，得到车道线的数学模型，用于车道违背预警的判别。车道的视频图画具有连续性，车道线不会产生骤变，因而，关于车道特征不明的单帧图画，能够引进前一帧图画的车道模型参数，进步检测的精度。一起，在前一帧车道线周围设置感兴趣区域，缩小检测规模，进步检测速度。
4.车道违背判别
车道违背判别的正告规范能够分为四种，依据车辆在车道中的当时方位，依据将来偏移量的不同，依据车辆将横越车道鸿沟的时刻，依据常识的路途场景感知。
2.3 硬件架构
本规划选用Xilinx公司的Nexys 3 Spartan-6 FPGA Board开发板，使用其上的Xilinx Spartan®-6 FPGA (XC6LX16-CS324) 的大容量逻辑资源完结各个模块。依据2.2节中的处理流程，体系应该包含以下模块：视频数据提取模块，预处理模块，车道检测模块，车道违背模块，全体的硬件架构如图三所示：
图（三）硬件架构图
视频数据提取模块杂乱提取车道视频图画，并经过USB操控单元将视频帧传输到预处理模块。在预处理模块对视频帧图画进行加强，得到车道与布景切割的二值化图画。在车道检测模块中将二值化图画的中的车道进行拟合，得到明晰安稳的车道信息。最终依据车道的信息参数，判别轿车离道。
