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基于FPGA的图像实时采集与汽车测距技术的研究与设计
| 论文题名： | 基于FPGA的图像实时采集与汽车测距技术的研究与设计 |
| 关键词： | 现场可编程门阵列;图像实时采集;汽车测距技术;机器视觉 |
| 摘要： | 基于机器视觉的车载测距技术对于提高行车安全性能、减少人员伤亡损失等方面有着重要的作用,而嵌入式车载测距系统体积小、功耗低、实时性好,将是车载测距系统未来的一个发展方向。 本文先介绍了国内外车载测距的发展现状,针对当前车载测距技术存在的问题,提出了一种基于单目视觉的嵌入式车载测距方案。系统根据小孔成像原理,采用单个摄像头通过检测车牌大小来获取距离,不再受制于车道线与车辆大小等条件,应用范围更加广泛。 系统采用台湾友晶公司的DE2-35 FPGA开发板作为硬件平台,使用模拟CCD摄像头进行图像实时采集,使用 ADV7181B作为视频解码器,使用数字液晶屏作为显示终端。系统不仅可以自动识别并驱动PAL制与NTSC制摄像头、检测视频帧率、液晶屏字符显示、灰度直方图显示、实时图像采集与显示,还可以实时显示并切换不同的图像处理显示效果如彩色、灰度、滤波、边缘检测、膨胀与腐蚀等处理效果,车牌定位与车距测量,使用数码管实时显示车距。 本文研究了图像预处理算法的实现原理,并结合 FPGA并行和流水线操作的特点,将图像处理算法以硬件的形式在FPGA中实现,提高了系统的实时性。实现的滤波算法有均值、高斯、中值及快速中值滤波,并对快速中值滤波算法进行了优化;实现的边缘检测算法有 Sobel、Robert、Prewitt、Laplace四种边缘检测算法,对 Sobel边沿检测算法进行了优化;实现了膨胀与腐蚀边缘增强的算法。提出并实现了基于形状的车牌检测与车距测量的算法,与基于PC机的软件图像处理方案相比,不仅降低了功耗,而且提高了系统实时性,针对于640×480分辨率的视频,图像处理速度达到了25帧/s。 最后在搭建的系统中进行测试,测距误差率最高仅为2.57％。本系统不仅可以作为车载测距系统,还可以用于汽车辅助驾驶、智能机器人视觉等领域。 |
| 作者： | 刘强 |
| 专业： | 系统工程 |
| 导师： | 潘明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 桂林电子科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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