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基于DSP的智能车载安全系统设计

导读: 21 世纪以来,汽车产业扮演了一个龙头的角色,与此同时,电子设备在整车制造成本所占比例,由16%增至30%以上,2010 年汽车搭载汽车电子的比例亦将达40%,未来的汽车电子产品中,围绕安全、节能、环保、舒适和娱乐等方面的元器件及其周边产品将发展更快。

  1 引言

 

  21 世纪以来,汽车产业扮演了一个龙头的角色,与此同时,电子设备在整车制造成本所占比例,由16%增至30%以上,2010 年汽车搭载汽车电子的比例亦将达40%,未来的汽车电子产品中,围绕安全、节能、环保、舒适和娱乐等方面的元器件及其周边产品将发展更快。在此背景下,本文设计开发了一个基于图像处理技术的智能车载安全系统。

 

  2 系统介绍

 

  2.1 开发平台

  本系统以EC5-1719CLDNA 开发板为平台,EC5-1719CLDNA 支持Intel CoreDuo/Celeron M 低功耗处理器,由Intel945GM 芯片组集成图形处理核心,支持VGA、LVDS,DVI,TV-OUT 多种显示及双屏幕显示, 有 1 个PCI-104、1 个PCIE×4扩展总线、4个USB2.0接口、2个SATA接口。

  开发板扩展了丰富的外围硬件设备,使用图像处理开源代码opencv 中强大的算法技术,结合信号处理技术,充分发挥了此开发板高速的CPU 性能。

  2.2 系统框架

  此系统功能划分为三大方面:安全、通讯、多媒体。安全包括车牌测距、激光测距、疲劳驾驶检测、全景环视系统(AVM)、酒精浓度检测和温度检测,通讯包括GPRS上网、GSM 通话、GPS 导航,多媒体,媒体播放器、包括车载娱乐系统、视频采集。

  系统框图如图1。

 

  

 

  2.3 基本功能

  系统实现功能有激光测距、疲劳检测、酒精浓度检测、GPS 定位、全景环视功能。

  激光测距为测量汽车与其左右两侧可能存在的汽车之间的距离,确定是否安全,不安全则发出警报提醒。疲劳检测为监视人眼闭合时间,超过一定时间认为驾驶员已疲劳,发出报警音。酒精浓度检测为测试空气中的酒精浓度,在酒精浓度超标的情况下,发出警报。GPS 定位将GPS系统嵌入本系统内,从而实现GPS 定位。

  全景环视系统在车辆四周安装4 个摄像头,通过四个摄像头实时取景,将四个摄像头所采集的图像组合在一起显示在驾驶室的显示屏上,司机可以一眼了解到本车周围的全部情况,提高汽车的综合安全系数。

 

  3 功能实现

 

  3.1 激光测距的功能实现

  原理图如图2,假设激光束与摄像头的光轴完全平行,激光束的中心落点在摄像头视域中为最亮点。当激光束照射到摄像头视域中的跟踪目标上时,摄像头就可以捕捉到这个点。

 

  

 

  易推导得距离D:

  

  其中:Num是从图像中心到落点的像素个数,Rop 是每个像素的弧度值,Offet 是弧度误差。

  算法流程为:首先,启动摄像头,通过摄像头采集视频图像,截取图像;通过亮点检测程序寻找激光所示的亮点,如果存在,测量其距图像中心的像素个数Num ;最后,通过公式计算间距,通过与设定的安全距离的比较,确定是否安全,不安全则发出警报提醒。

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