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基于DSP的车辆目标检测系统设计与研究

李建科  
【摘要】: 汽车作为现代社会的重要的交通工具,给人们的生活带来便利的同时,频繁发生的交通事故也对人们的生命财产安全带来了前所未有的威胁,减少交通事故的发生,提高道路交通安全水平已经成为全社会的迫切要求。研究基于视频图像的车辆主动安全系统对于减少交通事故的发生具有重要的学术意义和社会意义。车辆目标检测是主动安全系统的重要组成部分,本文以基于DSP的车辆目标检测系统为研究对象,对原有的基于TM320VC5416系统平台对系统功能扩展存在的瓶颈进行了分析,引出了系统设计的必要性;讨论了系统设计的注意事项和系统主控芯片的选型原则,通过综合比较确定采用TM320DM642作为系统的主控芯片;给出了系统的硬件结构框图,对各个功能单元进行了描述。 系统硬件部分采用模块化设计方法,根据系统应用环境,设计了基于DC/DC模块的车载电源,为系统提供+12V和+5V的直流电源。系统以TMS320DM642为核心,设计了系统的电源、复位监控、JTAG电路;对系统时钟解决方案进行描述,并对DSP启动工作模式进行了设置;系统的视频输入输出模块分别采用TI的TVP5150进行视频解码,Philips SAA7121进行视频编码,DM642通过I2C总线对视频编解码芯进行访问和控制;通过DM642的EMIF接口,扩展了外部FLASH、SDRAM存储器;系统采用EDMA方式实现高速数据传输;设计了报警显示模块;并对系统的PCB抗干扰设计进行了讨论。 根据车辆目标所表现出的底部阴影、边缘、纹理、对称等特征,采用多特征融合的方法进行车辆目标检测。首先对采集的图像进行灰度化;然后采用中值滤波的方法对灰度图像进行预处理。利用Sobel算子提取目标车辆的边缘特征,根据目标车辆的底部阴影所表现出的梯度和灰度特征进行底部阴影检测;结合目标图像的纹理特征,进一步锁定目标车辆在图像中的位置;结合阴影检测结果和目标边缘特征,确定车辆目标的左右边界和底部边界;根据车辆的高宽比大致确定车辆的上边缘,结合这些特征,确定车辆目标的外接矩形;并利用对称特征对检测目标进行验证。 最后,分别对系统的初始化配置部分和系统软件部分进行设计,对系统的PCB电路进行了调试,将算法代码写进系统平台进行系统测试和验证,实验结果表明,系统运行状态良好,具有良好的稳定性。 下一步的工作主要集中在硬件系统的优化和检测算法的优化和改进,并对目标识别、目标跟踪、目标测距等模块进行扩展,实现车辆目标主动安全系统。


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