智能型動態(tài)圖像追蹤自控車

　　本設(shè)計主要是針對每秒10張frame，而每個frame為640×480全彩24bit的實時圖像進(jìn)行圖像辨視，每秒必須處理8.78M Byte的數(shù)據(jù)量，并進(jìn)行二值化及X軸、Y軸Histogram的圖像處理，由于必須快速處理大量圖像信息，所以采用硬件加速，軟件控制的架構(gòu)來實現(xiàn)，此外，由于本設(shè)計的SDRAM資源可以切換給Nios來使用，所以亦可使用Nios來讀取SDRAM的圖像信息并進(jìn)行圖像處理，此外，在測試圖像處理算法時，也利用BCB開發(fā)出PC端的仿真程序，而配備如下(Intel 1.6GHz Core Duo,1G RAM, 1.3 Mega CMOS 傳感器 )，以下就三者實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如表1所示。

設(shè)計架構(gòu)　

    　.　系統(tǒng)流程

圖7 系統(tǒng)流程圖
　　系統(tǒng)流程如圖7所示。
　　.　系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖8 系統(tǒng)方框圖
　　由系統(tǒng)方框圖8可知，本設(shè)計使用雙核的系統(tǒng)，其中一個CPU是用來控制CMOS 控制器模塊，而另一個CPU可以控制大部份的外圍器件，而兩個CPU之間是利用輸出及輸入PIO腳位，來達(dá)到傳遞數(shù)據(jù)的目的，這樣設(shè)計的好處是，可利用一個CPU全速處理大量圖像信息，而另一個CPU可以負(fù)責(zé)車控系統(tǒng)，若從圖像中偵測到偏離或碰撞危險時，將能通過PIO來觸發(fā)另一個CPU的中斷，進(jìn)而實時告知車控系統(tǒng)下達(dá)較正方向或閃避的控制命令，本設(shè)計使用到許多的外圍器件包含：Flash Memory、SDRAM、SRAM、M4K RAM、LCM、JTAG-UART、RS232、GPIO、Button、Switch、Timer、LED、Segment、VGA、CMOS 傳感器等。

　　.　圖像處理方框圖

圖9圖像處理方框圖
　　由圖9可發(fā)現(xiàn)，本設(shè)計之所以能達(dá)到實時圖像及實時動態(tài)追蹤，是因為當(dāng)CMOS 傳感器下圖像擷取時，便能通過硬件器件，將數(shù)據(jù)從RAW Data轉(zhuǎn)成RGB再進(jìn)行二值化或灰階的處理，以利進(jìn)行圖像處理，而且同時亦在VGA上立即顯示出該圖像，整個過程均是由硬件來做;在圖像追蹤時，Nios可以通過X軸或Y軸的直方圖統(tǒng)計方式來進(jìn)行標(biāo)示目標(biāo)物，所以一張新的圖像進(jìn)來時，Nios并不用做任何處理，即可讀出所需要的數(shù)值，這樣一來才能達(dá)到所期待的硬件加速效能。

表1  三種圖像處理平臺的效能分析