基于SOPC技能的車輛電子后視鏡系統設計

　　1. 2.2 主要功能模塊的設計

　　2. 2.2.1 圖像采集及轉換電路

　　圖像采集及轉換電路的框圖如圖2所示。圖像傳感器OV6620 輸出的YCrCb4:2:2 格式的數據經解交織電路轉換為YCrCb4:4:4 格式數據，送給色彩空間轉換電路完成數據格式轉換，然后存入緩沖RAM中。下面重點介紹色彩空間轉換電路。

　　圖像傳感器ov6620輸出的是YCrCb4:2:2 格式的數據，而設計中所使用的lcd屏要求輸入RGB888格式的數據，因此需要色彩空間轉換電路完成這種轉換。轉換公式如式（1）所示。

　　轉換結果中的RGB都是8位無符號數，取值范圍為0～255， 因此運算結果為負數的取0； 運算結果超過255 的取255。這樣會引入誤差，但對圖像的顯示影響并不大。利用VerilogHDL 完成該電路的設計， YCrCb取值分別為197 、 92、232 時， GRB輸出（有延時）分別為186 、146 、255， 與根據（1） 式計算的結果一致。

　　2.2.2 超聲波發射及接收部分

　　超聲波測距中如果使用較高頻率的超聲波，則會因空氣吸收較大而較快衰減，因此測量距離較短。比如采用40kHz 的超聲波，測距范圍一般不超過5m。由于空氣對超聲波的吸收與超聲波頻率的平方成正比，因此降低超聲波的頻率能增大測距范圍。但是如果頻率太低, 測距的絕對誤差較大[4]。為了兼顧測距范圍和精度，設計中采用40kHz 和25kHz 兩種超聲波測距。測量原理是：先輸出10個40kHz 的超聲波脈沖，再輸出8個25kHz 的超聲波脈沖，由于高頻超聲波先發出，對于同一目標，其回波先到達 CPU， 因此對于近距離的目標，首先用高頻超聲波探測，測量絕對誤差較小；對于遠處的目標, 由于高頻超聲波被空氣吸收而大幅衰減, 所以回波只有低頻超聲波，此時測量絕對誤差稍大，但因測距范圍大因此仍可接受。接收到的超聲波信號經放大、比較等處理后送給NiosII 的PIO 口，使PIO口產生中斷，通過執行中斷服務程序獲取超聲波傳播時間，再根據測得的環境溫度計算出障礙物的距離，由連續兩次測量情況計算出相對速度。這里僅給出25kHz 超聲波發射和接收電路，如圖3所示。