一. 项目概述
跟着当时国民经济的快速开展和人民生活水平的进步,越来越多的家庭具有轿车作为代步东西,怎么安全快捷地泊好车成为了许多驾驭者一起面临的难题。
传统的泊车体系首要通过三种手法使司机能够看到轿车后方状况,这些手法分别是倒后镜、倒车雷达和倒车摄像头。但是,这三种手法都存在车旁边面这个盲区。关于一些较杂乱路段,司机只能看到前后方向,而车体两边则简单被路旁边异物刮伤。
因而,对轿车360°环视体系进行研究和开发具有很高的远景性和使用性。本项目选用XilinxSpartan 6 FPGA进行算法的开发及体系操控。
二.体系功用描绘
2.1 体系功用
依据本项意图规划方针,本规划需求完结的功用有:
收集车的前方后方共四个摄像机的图画信息
将四个摄像机得到的视频信息通过视频处理技能,拼接成一幅360度环视图画
360度环视图画需求有连贯性, 不能感觉到有显着拼接痕迹
2.2 时刻功用
依据本项意图规划方针,轿车环视体系应该能够对接连视频帧图画进行实时处理, 以确保轿车驾驭的安全性。
三. 计划规划
3.1 体系作业原理
3.1.1 理论剖析
为了到达360°全景的方针,每个摄像头有必要具有90°以上的视角,因而规划中咱们选用了视角达170度的广角鱼眼镜头。
运用中因为镜头视角足够大,不同摄像头的印象就会存在部分堆叠现象,这样只需合理装备摄像头的方位,一起对堆叠部分进行合理拼接,就能够从4个摄像头的印象恢复出360度视角的环视印象。
3.1.2 体系全体结构
本体系选用Xilinx Spartan 6 FPGA进行体系操控及图画处理算法的开发,依据体系功用需求和功用要求的剖析,可得到其体系框图如下所示:
体系框图
由图可见,本体系首要由3部分组成,分别为摄像头(4个),信号处理和显现等。由摄像头收集的视频信号通过采样后送到信号处理部分进行图画处理和拼接,最终送到VGA液晶显现器显现。
3.2 体系计划完结
3.2.1 体系硬件规划
体系硬件规划如下图所示:
摄像头收集图画信号后送到ADV7184进行PAL信号解码,解码后的数字信号送到Spartan-6 FPGA进行各种图画处理,完结今后再将RGB信号送到ADV7123进行VGA格局视频输出。
ADV7184是一款集成式视频解码器,能够自动检测与全球NTSC、PAL和SECAM规范兼容的规范模仿基带电视信号,并将其转化为与16位或8位CCIR 601/CCIR 656兼容的4:2:2重量视频数据。
Spartan – 6是本体系的中心器材,其具有如下特色:
? 专用于低成本规划
? 极低的静态与动态功耗
? 多电压、多规范 SelectIO? 接口 bank
? 高效率 DSP48A1 Slice
? 高功用算术与信号处理
? 快速 18 x 18 乘法器和 48 位累加器
? 流水线与级联功用
? 用于帮忙滤波器使用的预加法器
? 集成存储器操控器模块
? 针对以流水线使用而规划的 LUT,具有双触发器
? 具有各种粒度的 Block RAM
? 低噪声,高灵敏度的时钟操控
ADV7123是一款高速数模转化器,内置三个高速、10位、带互补输出的视频数模转化器、一个规范TTL输入接口以及一个高阻抗、模仿输出电流源,用于驱动VGA输出。其具有以下特色:
吞吐量:330 MSPS
三通道、10位数模转化器
无杂散动态规模(SFDR)
RS-343A/RS-170兼容输出
互补输出
DAC输出电流规模:2 mA至26 mA
TTL兼容输入
3.2.2 体系软件规划
如图所示,本环视体系作业分为8步,其间,YCrCb到RGB制式转化、图画去噪、形状校对、图画裁切和拼接都由FPGA完结。
在ADV7184解码结束后输出YCrCb信号,为了便利后续处理进程,将其转化为RGB格局。YCrCb与RGB制的转化如下:
因为摄像头(如CCD等)在成像时或多或少会引进噪声,特别景象亮度缺乏时噪声很显着,这将影响后续的处理作业。因而,需求对转化好的信号进行去噪。
因为选用鱼眼镜头,边际处的部位会发生变形,因而,要进行形状校对。
在进行完前述的几步处理后,接下来就能够对图画进行裁切和拼接了。图画拼接的方法有许多,这儿能够选用先计算出每个镜头需求的形状,然后按计算结果进行裁切和拼接。