專利名稱：一種車載道路邊緣檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于道路邊緣檢測技術領域，涉及ー種檢測裝置，尤其涉及一種高實時性、高效率、高精度的嵌入式智能車載道路邊緣檢測裝置。
背景技術：
隨著全球汽車普及率地攀升，交通環(huán)境日趨惡劣，交通事故頻發(fā)，嚴重影響了人們的生命財產(chǎn)安全，交通安全問題已成為全球矚目的問題。據(jù)估計，道路交通傷害的經(jīng)濟損失在低收入國家約占國民生產(chǎn)總值的1%，在中等收入國家為I. 5%，在高等收入國家為2% ；毎年全球道路交通傷害的損失約為5180億美元；而我國毎年因交通事故而導致的傷亡人數(shù)達到40萬之巨。因此，交通安全成為人類的ー個重要的急需解決的問題。運用高新技術系統(tǒng)來解決交通問題的智能車輛系統(tǒng)成為各國潛心研究的ー個新領域，其中，基于視覺技術的道路邊緣檢測是智能車輛系統(tǒng)的ー個重要部分。視覺傳感器有諸多優(yōu)點數(shù)據(jù)的測量是非侵入式；圖像掃描的速度極快，適于車輛安全系統(tǒng)；視覺系統(tǒng)具有足夠的橫向和縱向分辨率，可以測量大空間范圍內的景象。確定道路的邊界可以提醒駕駛員ー些非常重要信息，如道路邊緣的存在及位置，以及車輛可以繼續(xù)行進的區(qū)域，這些信息可以在很大程度上提高車輛行駛的安全。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種車載道路邊緣檢測裝置，可滿足低成本、低功耗、小體積和高實時性的需求，提高系統(tǒng)的靈活性和性能。為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案一種車載道路邊緣檢測裝置，所述裝置包括FPGA處理模塊、CMOS圖像傳感器、SDRAM存儲模塊、LCD液晶顯示器和語音輸出模塊； 所述FPGA處理模塊與CMOS圖像傳感器、SDRAM存儲模塊、IXD液晶顯示器和語音輸出模塊相連；所述FPGA處理模塊用以讀寫數(shù)據(jù)，控制所述CMOS圖像傳感器、SDRAM存儲模塊、IXD液晶顯示器和語音輸出模塊工作。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述CMOS圖像傳感器包括自動增益控制、光圈可調的攝像頭。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述IXD液晶顯示器采用高清顯示器。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述語音輸出模塊采用ー個簡單的大音量蜂鳴器。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，利用上述車載道路邊緣檢測裝置實現(xiàn)車輛行駛過程中的道路檢測，包括以下步驟所述CMOS圖像傳感器用于采集車輛前方道路圖像數(shù)據(jù)，并將采集到的圖像數(shù)據(jù)以12幀/S的速度傳給所述FPGA處理模塊，所述FPGA處理模塊用于控制所述CMOS圖像傳感器的性能參數(shù)，并將從所述的CMOS圖像傳感器接收到的圖像數(shù)據(jù)存儲于所述SDRAM存儲模塊中。所述FPGA處理模塊從所述SDRAM存儲模塊中讀出圖像數(shù)據(jù)，使用道路邊緣檢測的軟件，處理讀出的圖像數(shù)據(jù)，從讀出的圖像數(shù)據(jù)中檢測出道路的邊緣，在圖像中標識出道路的邊緣，并結合車輛的行駛方向與道路邊緣位置之間的關系，判斷車輛行駛是否安全，如果安全，則繼續(xù)上述的軟件處理；如果不安全，則控制語音輸出模塊發(fā)出語音報警信號提醒駕駛員。所述FPGA處理模塊將標識出道路邊緣的圖像數(shù)據(jù)存儲于所述SDRAM存儲模塊中，所述FPGA處理模塊從所述SDRAM存儲模塊中讀出標識出道路邊緣的圖像數(shù)據(jù)，并傳給所述IXD液晶顯示器顯示。本實用新型的有益效果在于本實用新型提出的車載道路邊緣檢測裝置，可滿足低成本、低功耗、小體積和高實時性的需求，提高系統(tǒng)的靈活性和性能?？蓪崿F(xiàn)在汽車行駛 中實時的道路邊緣檢測，不僅可以為駕駛員在顯示器上標識出道路邊緣，讓駕駛員對車輛的行駛情況做到心中有數(shù)，還可以智能判斷車輛是否超出道路或者是否有即將超出道路的趨勢，在出現(xiàn)危險的時候語音提醒駕駛員，提高安全駕駛系數(shù)，避免交通事故的發(fā)生。

圖I是本實用新型的系統(tǒng)模塊框圖；圖2是本實用新型的系統(tǒng)流程圖；圖3是本實用新型的圖像處理流程圖；圖4是本實用新型的圖像直方圖；圖5是本實用新型采用的Sobel算子的圖像領域圖；圖6(a)、圖6(b)是本實用新型針對車輛行駛的安全與否提出的道路邊緣與坐標系之間位置關系圖。
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本實用新型的優(yōu)選實施例。實施例一請參閱圖1，本實用新型掲示了一種車載道路邊緣檢測裝置，包括FPGA處理模塊、CMOS圖像傳感器、SDRAM存儲模塊、IXD液晶顯示器和語音輸出模塊，所述CMOS圖像傳感器與所述FPGA處理模塊相連，所述FPGA處理模塊與所述SDRAM存儲模塊相連，所述FPGA處理模塊與所述LCD液晶顯示器相連，所述FPGA處理模塊與所述語音輸出模塊相連，所述FPGA處理模塊具有讀寫數(shù)據(jù)、控制所述CMOS圖像傳感器、控制語音輸出模塊、道路邊緣檢測等功能的軟件。本實施例中，所述CMOS圖像傳感器采用自動增益控制，光圈可調的攝像頭。所述FPGA處理模塊采用工作頻率高，邏輯單元多的器件。所述SDRAM存儲模塊采用讀寫速度快，存儲空間大的器件。所述LCD液晶顯示器采用高清顯示器。所述語音輸出模塊采用ー個簡單的大音量蜂鳴器。如圖2所示，本實用新型基于車載道路邊緣檢測裝置的道路邊緣檢測的方法，包括下列步驟所述CMOS圖像傳感器用于采集車輛前方道路圖像數(shù)據(jù)，并將采集到的圖像數(shù)據(jù)以12幀/S的速度傳給所述FPGA處理模塊，所述FPGA處理模塊用于控制所述CMOS圖像傳感器的性能參數(shù)，并將從所述的CMOS圖像傳感器接收到的圖像數(shù)據(jù)存儲于所述SDRAM存儲模塊中。所述FPGA處理模塊從所述SDRAM 存儲模塊中讀出圖像數(shù)據(jù)，使用道路邊緣檢測的軟件，處理讀出的圖像數(shù)據(jù)，從讀出的圖像數(shù)據(jù)中檢測出道路的邊緣，在圖像中標識出道路的邊緣，并結合車輛的行駛方向與道路邊緣位置之間的關系，判斷車輛行駛是否安全，如果安全，則繼續(xù)上述的軟件處理；如果不安全，則控制語音輸出模塊發(fā)出語音報警信號提醒駕駛員。所述FPGA處理模塊將標識出道路邊緣的圖像數(shù)據(jù)存儲于所述SDRAM存儲模塊中，所述FPGA處理模塊從所述SDRAM存儲模塊中讀出標識出道路邊緣的圖像數(shù)據(jù)，并傳給所述IXD液晶顯示器顯示。下面作詳細說明如圖2所示，CMOS圖像傳感器以12幀/S的速度采集車輛前方的圖像，F(xiàn)PGA處理模塊對采集到的圖像進行圖像處理，經(jīng)過預處理的圖像用于后續(xù)的道路邊緣檢測。如圖3所示，道路邊緣檢測的流程為讀取圖像數(shù)據(jù)JfRGB圖像轉換為灰度圖像，減少圖像處理的數(shù)據(jù)量；對得到的精確度圖像進行高斯濾波，平滑灰度圖像中的噪聲；對高斯濾波后的灰度圖像進行閾值變換，將其轉換為ニ值的黑白圖像；在ニ值圖像中填充孔洞；對ニ值圖像的顏色進行反轉，將黑色變?yōu)榘咨咨優(yōu)楹谏?；在顔色反轉后的圖像中填充孔洞；用Sobel算子檢測圖像中的邊緣，得到ニ值化的邊緣檢測圖像；然后對邊緣檢測圖像進行坐標系變換，從一系列邊緣中檢測出直線；使用道路邊緣決策機制，檢測出道路的兩個單邊緣；結合車輛在道路中的位置，判斷車輛行駛的安全性；最后輸出檢測結果。道路邊緣檢測的重要步驟的詳細說明閾值變換峰谷法如圖4所示，運動統(tǒng)計學方法，繪制圖像直方圖，即像素與頻率之間的對應關系，圖像中有明顯的兩峰，兩峰之間有明顯的谷，因此使用峰谷法，選擇兩峰之間的谷作為灰度閾值將圖像ニ值化，將很容易的檢測出圖像中的物體。該方法的優(yōu)點是比較簡單，但不適用于兩峰值相差比較大、又寬且平的谷底的圖像。填充孔洞填充孔洞是形態(tài)學重構的ー個典型應用，假設選擇一幅標記圖像fm，該圖像的邊緣部分的值為1-f，其余部分的值為O :
權利要求1.一種車載道路邊緣檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括FPGA處理模塊、CMOS圖像傳感器、SDRAM存儲模塊、LCD液晶顯示器和語音輸出模塊； 所述FPGA處理模塊與CMOS圖像傳感器、SDRAM存儲模塊、IXD液晶顯示器和語音輸出模塊相連； 所述FPGA處理模塊用以讀寫數(shù)據(jù)，控制所述CMOS圖像傳感器、SDRAM存儲模塊、IXD液晶顯示器和語音輸出模塊工作。
2.根據(jù)權利要求I所述的車載道路邊緣檢測裝置，其特征在于 所述CMOS圖像傳感器包括自動增益控制、光圈可調的攝像頭。
3.根據(jù)權利要求I所述的車載道路邊緣檢測裝置，其特征在于 所述語音輸出模塊包括ー個大音量蜂鳴器。
專利摘要本實用新型揭示了一種車載道路邊緣檢測裝置，所述裝置包括FPGA處理模塊、CMOS圖像傳感器、SDRAM存儲模塊、LCD液晶顯示器和語音輸出模塊；所述FPGA處理模塊與CMOS圖像傳感器、SDRAM存儲模塊、LCD液晶顯示器和語音輸出模塊相連；所述FPGA處理模塊用以讀寫數(shù)據(jù)，控制所述CMOS圖像傳感器、SDRAM存儲模塊、LCD液晶顯示器和語音輸出模塊工作。本實用新型提出的車載道路邊緣檢測裝置，可滿足低成本、低功耗、小體積和高實時性的需求，提高系統(tǒng)的靈活性和性能。
文檔編號G08G1/0962GK202454087SQ201220066488
公開日2012年9月26日 申請日期2012年2月27日 優(yōu)先權日2012年2月27日
發(fā)明者徐磊, 童飛 申請人:上海理工大學