紅外雙目智能駕駛輔助裝置的制作方法

本實用新型涉及紅外圖像處理領域，具體地說，是一種FPGA與多核DSP相結合的雙目紅外圖像處理系統，并配有立體顯示眼鏡，可應用于駕駛輔助。

背景技術：

目前，已被成熟應用的圖像處理系統大多基于可編程邏輯陣列FPGA與數字信號處理器DSP相結合的結構。由于FPGA的功能可根據不同的需求靈活定制，并且具有數據并行處理的特點，在圖像處理系統中通常負責數據流的控制和圖像的預處理。DSP憑借其強大的數字信號處理能力，通常作為圖像算法的處理核心。在多核DSP處理器問世之前，圖像處理系統一度從最初以單片DSP為核心的結構發展到多片DSP并行處理的形式。這種通過增加芯片來提升系統運算能力的方式一方面增大了系統的功耗和成本，另一方面也提升了系統的復雜度和開發難度。近年多核DSP處理器興起，圖像算法的復雜度和數據量與系統實時性之間的矛盾得以改善。

技術實現要素：

為了克服現有圖像處理方法仍被局限于計算機平臺、無法在硬件系統予以實時化的問題，本實用新型提供了一種紅外雙目智能駕駛輔助裝置。FPGA（Xilinx Spartan6）與8核DSP處理板（型號為TMS320C6678）相結合，同時圖像采集主要由兩臺紅外相機完成，系統各部件連接均采用高速接口。紅外相機采集的圖像傳輸到FPGA進行預處理后，由FPGA傳到DSP進行算法處理，完畢后再傳回FPGA，結果圖由FPGA的輸出口到達顯示屏顯示。

實現本實用新型目的的技術解決方案為：一種紅外雙目智能駕駛輔助裝置，包括兩臺紅外相機、DSP處理板、FPGA處理板和顯示屏；其中，兩臺紅外相機并排放置在車頭部位，紅外相機與FPGA處理板通過PAL制模擬視頻接口連接，FPGA處理板與DSP處理板通過高速接口進行連接，顯示屏與FPGA處理板通過VGA接口進行連接。

所述兩臺紅外相機需滿足極線約束條件，保證其垂直方向的視差盡可能為零。

還包括一個3D 眼鏡，該3D 眼鏡與FPGA處理板連接，將實現的結果同時輸出到3D眼鏡上。

本實用新型與現有技術相比，其顯著優點為：本實用新型在常用算法的基礎之上，對系統的部件、功能進行了增強和優化，克服了已有系統難以實現夜間工作的缺點，降低了由于外加輔助光源而造成的行車危險性。

附圖說明

圖1是系統的硬件結構框圖。

圖2是整個系統的架構的簡單示意圖。

圖3是系統采用的DSP處理板示意圖，即圖2中3。

具體實施形式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1中SDR-26為連接器，Camera Link Base是一種輸入通道模式, BNC接頭，是一種用于同軸電纜的連接器,RS232為串口收發芯片，SRAM為靜態隨機存儲器，DDR3為動態存儲器,ADC為模擬數字轉換器，DAC為數字模擬轉換器，Hyper link是連接線，FMC為連接器，SRIO4×/1×為高速接口，10/100/1000Ethernet為以太網線。

圖2中1和2是兩臺紅外攝像機，分別安裝在系統的兩側。

圖2中3是DSP處理板。DSP接收到圖像之后對圖像做一系列的算法處理，最后將處理好的結果再傳輸給FPGA。

圖2中4是電源模塊。負責系統各部分不同電壓的供電。

圖2中5是總的電源開關。位于系統一側。

圖2中6是顯示器，其通過VGA與FPGA相連。

圖2中7是FPGA芯片，用于圖像信息的采集傳輸以及處理后圖像的輸出。

圖2中8是設備外殼。

圖3中4是內存模塊。

圖3中5是仿真器。

圖3中6是為FPGA配置數據的開關。

圖3中7是DDR3存儲器。

圖3中8是DSP處理芯片。

圖像信號獲取裝置主要由紅外相機構成。紅外相機型號是FLIR TAU2 640，它的探測器件是非制冷氧化釩長波紅外焦平面陣列，分辨率為，像元的尺寸為17。所用鏡頭為50mm的定焦紅外鏡頭，可以通過改變鏡頭到焦平面的距離，實現在不同距離下的聚焦。兩個相機和鏡頭的型號是完全相同的，為了在測距算法上實現簡單化，常用化，兩個紅外相機被固定在金屬框架中，并且在安裝時盡量使兩相機平行安裝以滿足光軸平行的理想狀態，兩相機的距離為43.4cm。

信號處理裝置主要由通過高速接口連接的DSP處理板和FPGA處理板構成。圖像的處理過程是先由前端的兩個紅外相機采集圖像數據，通過PAL制模擬視頻接口傳給FPGA后，再通過高速接口將圖像對傳給DSP，標定兩幅圖像，然后將圖像對傳給CORE1和CORE4進行顯著區域的提取，僅將幾個顯著區域的點數據傳給CORE2、CORE5，進行閾值分割去除小面積后得到目標，傳給CORE3、CORE6進行角點檢測，得到角點集的坐標集后傳給CORE7，對角點進行匹配，最后得到各目標視差值，再計算出距離信息。

顯示裝置主要由顯示屏和3D眼鏡構成。為了便于觀察，設定了一個距離與顏色的對應表，然后根據計算的距離信息分別給各個目標賦予相應的顏色，最后將這個彩色圖像通過高速接口傳給FPGA，通過VGA接口傳輸到顯示屏顯示出來。同時，為了增加駕駛過程中對于距離等信息的精確感知和判斷，在顯示過程中增加了一個3D眼鏡用于立體成像顯示，接口是FPGA上的模擬輸出。