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基于FPGA的汽车防撞系统的研究与设计
| 论文题名： | 基于FPGA的汽车防撞系统的研究与设计 |
| 关键词： | 碰撞预警;现场可编阵门列;数字图像处理;汽车防撞系统 |
| 摘要： | 随着国民经济的发展，居民生活水平逐渐提高，汽车走进百姓的家庭，与此同时，道路事故频发已成为社会顽疾。安全辅助驾驶(SDA)于是成为当前国际智能交通系统研究的重要内容，是解决交通安全的问题的主要途径之一。 近年来，随着大规模集成电路的飞速发展，可编程逻辑FPGA所包含的逻辑单元，内部存储块等资源越来越丰富，功能也越来越强大，因此FPGA在当前的嵌入式实时系统中得到广泛应用，同时FPGA凭借其强大的并行处理数据的能力和设计的灵活性在图像处理领域有着很大的优势。鉴于此，本文针对汽车交通事故中，车辆碰撞发生比率高的现实，提出一种以数字图像处理技术为主要手段，基于FPGA的汽车防撞系统的设计方案。 本系统主要通过数字图像处理技术完成各个功能模块。系统主要分为图像处理模块和系统流程控制与预警判别模块两部分组成。图像处理模块主要完成图像信息的采集及预处理、灰度化、滤波去噪等流程，此模块由FPGA以硬件电路的形式实现，充分利用了FPGA在并行处理和适于流水处理方面的优势，同时采用VerilogHDL完成其设计，也使其设计灵活，调试方便。系统流程控制及预警判决模块主要有内嵌于FPGA的NiosⅡ软核处理器以软件方式完成，完成系统流程控制及预警状态判别等功能，利用了软核处理器可配置，可重载的特点以及软件流程控制方便的优势。 基于FPGA的SOPC技术的采用，充分利用了软硬件协同设计的优势。利用硬件完成运算量大、流水性高的图像处理任务，提高了系统的实时性;利用软件完成预警判别和系统整个流程控制，利用了软件在流程控制方面的优势，使系统操作灵活，控制更方便。软硬件系统设计的方式中硬件描述语言VerilogHDL的采用体现了硬件设计的软件化，提高了硬件设计的灵活性，提高了效率，同时软核处理器NiosⅡ支持的自定义指令、自定义模块和C2H可以完成软件的硬件加速。因此可以使系统在实时性和硬件成本间取得很好的平衡，达到系统性能、成本都能较好的满足实际需求。 本文对系统方案进行了理论验证，并完成了系统在实验室设计与调试。经过系统测试，表明该方案切实可行，技术先进，取得了预期的成果。 |
| 作者： | 刘杨 |
| 专业： | 电路与系统 |
| 导师： | 王紫婷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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