基于FPGA的車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)完成初始化后，進(jìn)入車道偏離檢測(cè)及預(yù)警流程。啟動(dòng)攝像機(jī)開始圖像采集，并調(diào)用FPGA內(nèi)部圖像處理模塊對(duì)圖像進(jìn)行顏色空間轉(zhuǎn)換、灰度化、中值濾波、邊緣檢測(cè)等操作。
程序載入經(jīng)邊緣檢測(cè)的圖像后，將圖像分為左右兩部分進(jìn)行直線檢測(cè)。考慮到在實(shí)際應(yīng)用中，車道接近水平或垂直的幾率極小的事實(shí)，同時(shí)也為了濾除干擾(如地平線、路邊燈桿、前方車輛邊緣等)，在利用Hough變換進(jìn)行直線檢測(cè)的過程中采用了如下策略：在左半部圖像中，方向角在95°～175°之間進(jìn)行直線檢測(cè)；在右半部圖像中，方向角在5°～85°之間進(jìn)行直線檢測(cè)。搜尋過程遍歷整幅圖像，搜尋計(jì)算完畢，在累加器A(ρ，θ)中尋找局部極大值，由此確定車道標(biāo)志線的位置和參數(shù)。
調(diào)用Hough變換函數(shù)進(jìn)行直線的識(shí)別后，如果圖像處理后有可利用的車道信息，進(jìn)入車道偏離預(yù)警及判決過程，車道偏離預(yù)警也采用兩級(jí)預(yù)警機(jī)制，當(dāng)偏離角度大于警告值時(shí)，發(fā)出聲光警告；當(dāng)偏離角度小于警告值但大于提醒值時(shí)，發(fā)出聲光提醒。若經(jīng)圖像處理后沒有相關(guān)車道信息則返回障礙物檢測(cè)與碰撞預(yù)警流程。

4 結(jié)語
系統(tǒng)充分利用了FPGA的可編程和SoPC系統(tǒng)可重構(gòu)的特點(diǎn)，系統(tǒng)升級(jí)維護(hù)非常方便，可以極大地延長系統(tǒng)的生存周期；同時(shí)采用以FPGA為核心的單芯片解決方案，外圍電路簡單，可以使系統(tǒng)的體積做得很??；另外，本系統(tǒng)還可通過自定義模塊、自定義指令、C2H等方式進(jìn)行加速，其思想都是以犧牲硬件資源換取運(yùn)算速度的提升。通過加速，可以做到圖像處理的實(shí)時(shí)性要求，從而進(jìn)一步提高車道偏離檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，提高系統(tǒng)的實(shí)用性。