导言
跟着我国国民经济的开展，轿车拥有量剧增，一起公路建设事业的迅速开展，形成现在公路交通出现行进高速化、车流密布化和驾驶员非职业化的趋势，由轿车磕碰引起的交通事端危害着公民的生命财产安全。根据美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）2009年乘用车在交通事端中磕碰方位的统计数据，在各种交通事端中，车辆前部磕碰占到总事端的62％，而这其间多数是因为车道违背车道所引起的交通事端，因而经过规划轿车车道违背预警体系有用地削减前向磕碰的产生几率，能够有用下降公路交通事端的丢失。
本文使用SoPC（可编程片上体系）技能规划方法灵敏、可削减、可扩大、可晋级、规划周期短的优势，规划了一种能够灵敏装备，易晋级保护的车道违背预警体系。
1 、体系的全体技能道路
根据体系功用需求，将体系的处理流程分为图画预处理、特征提取、特征判别三个阶段，如图1所示。
（1）图画预处理。体系经过摄像机获取车辆行进前方的车道图画，经过数字图画处理技能完结数字图画的收集、灰度化和滤波增强；
（2）特征提取。使用Sobel边际检测算法完结图画的边际检测，并以此为根底使用Hough改换完结车道线查看；
（3）特征判别。根据检测出的车道标志线信息，使用边际检测函数EDF做出相关的违背判定。
2 、体系的硬件规划
根据FPGA的车道违背检测体系的硬件组成如图2所示。体系使用CCD摄像机收集车道图画，经过视频模数转化芯片ADV7181对获取的视频进行解码，得到数字视频信启，并将其存储于SDRAM中供LCD进行显现，并作为原始信息供之后的图画信号处理单元完结图画处理使命，从中提取车道信息。
内嵌于FPGA的软核处理器Nios II为整个体系的操控中心，完结体系全体软件流程履行操控、Hough改换、车道检测以及磕碰预警使命；Nios II处理器经过Avalon交流架构与SOPC体系其他组件完结数据交流和操控。FPGA内部构件的图画信号处理单元完结对数字图画信号的预处理、中值滤波除噪、Sobel边际检测等使命，其处理结果作为Nios II进行车道违背检测的根据。
外围存储器件SDRAM、FLASH、SRAM，SDRAM用以存储图画信息，FLASH用以存储程序以及体系参数装备，SRAMN以存储软件暂存数据：体系以按键、LCD作为人机接口。
附加逻揖完结体系的其他辅佐使命。
3 、软件流程
3．1 体系软件流程
车道违背检测体系的软件履行流程图如图5所不。上电后，完结初始化，将EPCS中FPGA的相关装备信息及Flash中的程序装备入FPGA，并完结摄像机等体系部件的初始化。
体系完结初始化后，进入车道违背检测及预警流程。发动摄像机开端图画收集，并调用FPGA内部图画处理模块对图画进行色彩空间转化、灰度化、中值滤波、边际检测等操作。
程序载入经边际检测的图画后，将图画分为左右两部分进行直线检测。考虑到在实践使用中，车道挨近水平或笔直的几率极小的现实，一起也为了滤除搅扰（如地平线、路边灯杆、前方车辆边际等），在使用Hough改换进行直线检测的进程中选用了如下战略：在左半部图画中，方向角在95°～175°之间进行直线检测；在右半部图画中，方向角在5°～85°之间进行直线检测。搜索进程遍历整幅图画，搜索核算结束，在累加器A（ρ，θ）中寻觅部分极大值，由此确认车道标志线的方位和参数。
调用Hough改换函数进行直线的识别后，假如图画处理后有可使用的车道信息，进入车道违背预警及判定进程，车道违背预警也选用两级预警机制，当违背视点大于正告值时，宣布声光正告；当违背视点小于正告值但大于提示值时，宣布声光提示。若经图画处理后没有相关车道信息则回来障碍物检测与磕碰预警流程。
4 、结语
体系充分使用了FPGA的可编程和SoPC体系可重构的特色，体系晋级保护十分便利，能够极大地延伸体系的生计周期；一起选用以FPGA为中心的单芯片解决方案，外围电路简略，能够使体系的体积做得很小；别的，本体系还可经过自定义模块、自定义指令、C2H等方法进行加快，其思维都是以献身硬件资源交换运算速度的进步。经过加快，能够做到图画处理的实时性要求，然后进一步进步车道违背检测体系的实时性，进步体系的实用性。
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