智能車路徑識別和圖像處理裝置制造方法
【專利摘要】智能車路徑識別和圖像處理裝置，其特征在于，由攝像頭、CPLD器件和中央處理器組成，所述攝像頭通過CPLD器件與中央處理器連接。采用本發(fā)明所述智能車路徑識別和圖像處理裝置，能很好地完成圖像數(shù)據(jù)的采集、處理和發(fā)送等任務(wù),為智能車的控制算法和驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)提供了精確的引導(dǎo)數(shù)據(jù),而且極大地減輕了ARMCORTEX芯片的資源負(fù)擔(dān)。
【專利說明】 智能車路徑識別和圖像處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子領(lǐng)域，涉及一種智能車路徑識別和圖像處理裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]圖像處理的速度和質(zhì)量是數(shù)字圖像處理技術(shù)的兩個(gè)重要研究方向。目前智能車的圖像處理性能要求智能車不僅要能識別方向，而且能對路面邊界以及路面異物進(jìn)行識別。識別邊界和異物的精確度和分辨率都已向更高級別發(fā)展，以此對智能車進(jìn)行車速和舵機(jī)的控制。
[0003]傳統(tǒng)的圖像處理方案通常是直接用CPU進(jìn)行圖像處理。這種方案的缺點(diǎn)很明顯:①圖像采集及處理的周期太長(約為40 ms)，導(dǎo)致小車的控制存在滯后；②A /D轉(zhuǎn)換速度和精度的影響使圖像原始數(shù)據(jù)在精度上難以得到保證；③圖像處理的算法較為復(fù)雜，從而造成CPU占用資源過多，使其不能將更多的資源放在速度控制算法上，導(dǎo)致車速的提高受到限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服傳統(tǒng)圖像處理方式在智能車運(yùn)用上的不足，本發(fā)明提供一種智能車路徑識別和圖像處理裝置。
[0005]本發(fā)明所述智能車路徑識別和圖像處理裝置，由攝像頭、CPLD器件和中央處理器組成，所述攝像頭通過CPLD器件與中央處理器連接。
[0006]具體的，所述攝像頭為0V6620彩色/黑白CMOS圖像傳感器。
[0007]具體的，所述CPLD器件為EPM7128STC10026芯片。
[0008]具體的，所述中央處理器為STM32 ARM Cortex2M3。
[0009]進(jìn)一步的，所述中央處理器的電源輸入端通過與鋰離子電池連接。
[0010]優(yōu)選的，所述攝像頭為紅外攝像頭。
[0011]采用本發(fā)明所述智能車路徑識別和圖像處理裝置，能很好地完成圖像數(shù)據(jù)的采集、處理和發(fā)送等任務(wù)，為智能車的控制算法和驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)提供了精確的引導(dǎo)數(shù)據(jù)，而且極大地減輕了 ARM CORTEX芯片的資源負(fù)擔(dān)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1示出本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0014]本發(fā)明所述智能車路徑識別和圖像處理裝置主要完成數(shù)據(jù)采集、處理和發(fā)送三大功能。與傳統(tǒng)的CPLD外接存儲(chǔ)芯片方案相比，本方案的硬件搭建簡單，且編程易于實(shí)現(xiàn)。模塊的3個(gè)主要器件分別為攝像頭、CPLD、中央處理器ARM芯片。
[0015]CPLD器件采用Altera公司生產(chǎn)的EPM7128STC10026芯片，它具有2 500個(gè)可用門、128個(gè)宏單元、8個(gè)邏輯陣列塊、100個(gè)管腳，任意一對輸入輸出管腳之間的延時(shí)均為6ns,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的速度等級為10 ns。這是CPLD相對于其他芯片的最大特點(diǎn)。由于每個(gè)像素點(diǎn)的同步信號PCLK的周期為110 ns,而CPLD處理速度遠(yuǎn)大于像素點(diǎn)的周期，因此，可以對每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行采集處理。
[0016]攝像頭采用的是OmniVis1n公司生產(chǎn)的0V6620彩色/黑白CMOS圖像傳感器。該傳感器采用5 V電源供電，自帶圖像敏感陣列和A /D轉(zhuǎn)換元件，能直接提供8 /16位的數(shù)字視頻信號，圖像分辨率為356 X292,圖像輸出最高速度可達(dá)60幀/ s。它具有自動(dòng)增益、自動(dòng)曝光、自動(dòng)白平衡、邊緣增強(qiáng)、伽瑪校正等控制功能。同時(shí)，0V6620還具有圖像開窗輸出的功能，這種功能從硬件上屏蔽了圖像中不需要的部分，只保留了用戶需要的部分圖像，大大減少了圖像的數(shù)據(jù)。
[0017]VSYN為場同步信號，用來判斷一場信號的到來，周期為20 ms,每秒鐘有50場信號；HREF為行同步信號，用來判斷一行信號的到來，周期為63 μ s。因此，理論上，在每一場信號中有20 ms/63 μ s = 317行信號，去掉消隱和無效信號后有292行。像素點(diǎn)同步信號PCLK的每一個(gè)上升沿用于像素點(diǎn)的同步傳輸，其周期為110 ns,在每行信號中共有352個(gè)有效像素點(diǎn)(在一個(gè)行周期的信號63 μ s中，高電平持續(xù)時(shí)間為40 μ s,低電平持續(xù)時(shí)間為23 μ s，像素點(diǎn)只有在行信號為高電平的時(shí)候才有效)。
[0018]中央處理器是ST公司生產(chǎn)的STM32 ARM Cortex2M3,它是智能車進(jìn)行車速舵機(jī)等控制的處理芯片。
[0019]系統(tǒng)硬件管腳連接示意圖如圖1所示。管腳連接的說明如下:0V6620 —共有48個(gè)管腳，除電源、接地腳總是要用到以外，還需要用到場同步信號VSYN、行同步信號HREF、像素點(diǎn)同步信號PCLK和像素點(diǎn)灰度值Y0?Y7這8根信號線，即一共是11根線與CPLD進(jìn)行連接。ARM cortex與CPLD的連接一共是15根線:8根信號線，用來發(fā)送CPLD處理后的數(shù)據(jù)，相當(dāng)于數(shù)據(jù)總線；4根2組信號類型線，每組2根；發(fā)送數(shù)據(jù)類型信號的請求和應(yīng)答線各1根；還有1根場信號到來的通知中央處理器電源輸入端通過與鋰離子電池連接。提供穩(wěn)定直流電壓。
[0020]攝像頭可以為紅外攝像頭，以在低照明情況下使用。
[0021]采用本發(fā)明所述智能車路徑識別和圖像處理裝置，能很好地完成圖像數(shù)據(jù)的采集、處理和發(fā)送等任務(wù)，為智能車的控制算法和驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)提供了精確的引導(dǎo)數(shù)據(jù)，而且極大地減輕了 ARM CORTEX芯片的資源負(fù)擔(dān)。
[0022]以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.智能車路徑識別和圖像處理裝置，其特征在于，由攝像頭、CPLD器件和中央處理器組成，所述攝像頭通過CPLD器件與中央處理器連接。
2.一種如權(quán)利要求1所述智能車路徑識別和圖像處理裝置，其特征在于，所述攝像頭為0V6620彩色/黑白CMOS圖像傳感器。
3.—種如權(quán)利要求1所述智能車路徑識別和圖像處理裝置，其特征在于，所述CPLD器件為 EPM7128STC10026 芯片。
4.一種如權(quán)利要求1所述智能車路徑識別和圖像處理裝置，其特征在于，所述中央處理器為 STM32 ARM Cortex2M3。
5.一種如權(quán)利要求4所述智能車路徑識別和圖像處理裝置，其特征在于，所述中央處理器的電源輸入端通過與鋰離子電池連接。
6.一種如權(quán)利要求1所述智能車路徑識別和圖像處理裝置，其特征在于，所述攝像頭為紅外攝像頭。
【文檔編號】H04N5/374GK104469197SQ201310431566
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】梁懿 申請人:梁懿