基于FPGA的車道偏離預警系統(tǒng)的設計

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

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，系統(tǒng)升級維護非常方便，可以極大地延長系統(tǒng)的生存周期；同時采用以FPGA為核心的單芯片解決方案，外圍電路簡單，可以使系統(tǒng)的體積做得很小；另外，本系統(tǒng)還可通過自定義模塊、自定義指令、C2H等方式進行加速，其思想都是以犧牲硬件資源換取運算速度的提升。通過加速，可以做到圖像處理的實時性要求，從而進一步提高車道偏離檢測系統(tǒng)的實時性，提高系統(tǒng)的實用性。