专利名称：一种车载道路边缘检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于道路边缘检测技术领域，涉及ー种检测装置，尤其涉及一种高实时性、高效率、高精度的嵌入式智能车载道路边缘检测装置。
背景技术：
随着全球汽车普及率地攀升，交通环境日趋恶劣，交通事故频发，严重影响了人们的生命财产安全，交通安全问题已成为全球瞩目的问题。据估计，道路交通伤害的经济损失在低收入国家约占国民生产总值的1%，在中等收入国家为I. 5%，在高等收入国家为2% ；毎年全球道路交通伤害的损失约为5180亿美元；而我国毎年因交通事故而导致的伤亡人数达到40万之巨。因此，交通安全成为人类的ー个重要的急需解决的问题。运用高新技术系统来解决交通问题的智能车辆系统成为各国潜心研究的ー个新领域，其中，基于视觉技术的道路边缘检测是智能车辆系统的ー个重要部分。视觉传感器有诸多优点数据的测量是非侵入式；图像扫描的速度极快，适于车辆安全系统；视觉系统具有足够的横向和纵向分辨率，可以测量大空间范围内的景象。确定道路的边界可以提醒驾驶员ー些非常重要信息，如道路边缘的存在及位置，以及车辆可以继续行进的区域，这些信息可以在很大程度上提高车辆行驶的安全。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种车载道路边缘检测装置，可满足低成本、低功耗、小体积和高实时性的需求，提高系统的灵活性和性能。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种车载道路边缘检测装置，所述装置包括FPGA处理模块、CMOS图像传感器、SDRAM存储模块、LCD液晶显示器和语音输出模块； 所述FPGA处理模块与CMOS图像传感器、SDRAM存储模块、IXD液晶显示器和语音输出模块相连；所述FPGA处理模块用以读写数据，控制所述CMOS图像传感器、SDRAM存储模块、IXD液晶显示器和语音输出模块工作。作为本实用新型的一种优选方案，所述CMOS图像传感器包括自动增益控制、光圈可调的摄像头。作为本实用新型的一种优选方案，所述IXD液晶显示器采用高清显示器。作为本实用新型的一种优选方案，所述语音输出模块采用ー个简单的大音量蜂鸣器。作为本实用新型的一种优选方案，利用上述车载道路边缘检测装置实现车辆行驶过程中的道路检测，包括以下步骤所述CMOS图像传感器用于采集车辆前方道路图像数据，并将采集到的图像数据以12帧/S的速度传给所述FPGA处理模块，所述FPGA处理模块用于控制所述CMOS图像传感器的性能參数，并将从所述的CMOS图像传感器接收到的图像数据存储于所述SDRAM存储模块中。所述FPGA处理模块从所述SDRAM存储模块中读出图像数据，使用道路边缘检测的软件，处理读出的图像数据，从读出的图像数据中检测出道路的边缘，在图像中标识出道路的边缘，并结合车辆的行驶方向与道路边缘位置之间的关系，判断车辆行驶是否安全，如果安全，则继续上述的软件处理；如果不安全，则控制语音输出模块发出语音报警信号提醒驾驶员。所述FPGA处理模块将标识出道路边缘的图像数据存储于所述SDRAM存储模块中，所述FPGA处理模块从所述SDRAM存储模块中读出标识出道路边缘的图像数据，并传给所述IXD液晶显示器显示。本实用新型的有益效果在于本实用新型提出的车载道路边缘检测装置，可满足低成本、低功耗、小体积和高实时性的需求，提高系统的灵活性和性能。可实现在汽车行驶 中实时的道路边缘检测，不仅可以为驾驶员在显示器上标识出道路边缘，让驾驶员对车辆的行驶情况做到心中有数，还可以智能判断车辆是否超出道路或者是否有即将超出道路的趋势，在出现危险的时候语音提醒驾驶员，提高安全驾驶系数，避免交通事故的发生。
图I是本实用新型的系统模块框图；图2是本实用新型的系统流程图；图3是本实用新型的图像处理流程图；图4是本实用新型的图像直方图；图5是本实用新型采用的Sobel算子的图像领域图；图6(a)、图6(b)是本实用新型针对车辆行驶的安全与否提出的道路边缘与坐标系之间位置关系图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。实施例一请參阅图1，本实用新型掲示了一种车载道路边缘检测装置，包括FPGA处理模块、CMOS图像传感器、SDRAM存储模块、IXD液晶显示器和语音输出模块，所述CMOS图像传感器与所述FPGA处理模块相连，所述FPGA处理模块与所述SDRAM存储模块相连，所述FPGA处理模块与所述LCD液晶显示器相连，所述FPGA处理模块与所述语音输出模块相连，所述FPGA处理模块具有读写数据、控制所述CMOS图像传感器、控制语音输出模块、道路边缘检测等功能的软件。本实施例中，所述CMOS图像传感器采用自动增益控制，光圈可调的摄像头。所述FPGA处理模块采用工作频率高，逻辑单元多的器件。所述SDRAM存储模块采用读写速度快，存储空间大的器件。所述LCD液晶显示器采用高清显示器。所述语音输出模块采用ー个简单的大音量蜂鸣器。如图2所示，本实用新型基于车载道路边缘检测装置的道路边缘检测的方法，包括下列步骤所述CMOS图像传感器用于采集车辆前方道路图像数据，并将采集到的图像数据以12帧/S的速度传给所述FPGA处理模块，所述FPGA处理模块用于控制所述CMOS图像传感器的性能參数，并将从所述的CMOS图像传感器接收到的图像数据存储于所述SDRAM存储模块中。所述FPGA处理模块从所述SDRAM 存储模块中读出图像数据，使用道路边缘检测的软件，处理读出的图像数据，从读出的图像数据中检测出道路的边缘，在图像中标识出道路的边缘，并结合车辆的行驶方向与道路边缘位置之间的关系，判断车辆行驶是否安全，如果安全，则继续上述的软件处理；如果不安全，则控制语音输出模块发出语音报警信号提醒驾驶员。所述FPGA处理模块将标识出道路边缘的图像数据存储于所述SDRAM存储模块中，所述FPGA处理模块从所述SDRAM存储模块中读出标识出道路边缘的图像数据，并传给所述IXD液晶显示器显示。下面作详细说明如图2所示，CMOS图像传感器以12帧/S的速度采集车辆前方的图像，FPGA处理模块对采集到的图像进行图像处理，经过预处理的图像用于后续的道路边缘检测。如图3所示，道路边缘检测的流程为读取图像数据JfRGB图像转换为灰度图像，减少图像处理的数据量；对得到的精确度图像进行高斯滤波，平滑灰度图像中的噪声；对高斯滤波后的灰度图像进行阈值变换，将其转换为ニ值的黑白图像；在ニ值图像中填充孔洞；对ニ值图像的颜色进行反转，将黑色变为白色，白色变为黑色；在顔色反转后的图像中填充孔洞；用Sobel算子检测图像中的边缘，得到ニ值化的边缘检测图像；然后对边缘检测图像进行坐标系变换，从一系列边缘中检测出直线；使用道路边缘决策机制，检测出道路的两个单边缘；结合车辆在道路中的位置，判断车辆行驶的安全性；最后输出检测結果。道路边缘检测的重要步骤的详细说明阈值变换峰谷法如图4所示，运动统计学方法，绘制图像直方图，即像素与频率之间的对应关系，图像中有明显的两峰，两峰之间有明显的谷，因此使用峰谷法，选择两峰之间的谷作为灰度阈值将图像ニ值化，将很容易的检测出图像中的物体。该方法的优点是比较简单，但不适用于两峰值相差比较大、又宽且平的谷底的图像。填充孔洞填充孔洞是形态学重构的ー个典型应用，假设选择一幅标记图像fm，该图像的边缘部分的值为1-f，其余部分的值为O :
权利要求1.一种车载道路边缘检测装置，其特征在于，所述装置包括FPGA处理模块、CMOS图像传感器、SDRAM存储模块、LCD液晶显示器和语音输出模块； 所述FPGA处理模块与CMOS图像传感器、SDRAM存储模块、IXD液晶显示器和语音输出模块相连； 所述FPGA处理模块用以读写数据，控制所述CMOS图像传感器、SDRAM存储模块、IXD液晶显示器和语音输出模块工作。
2.根据权利要求I所述的车载道路边缘检测装置，其特征在于 所述CMOS图像传感器包括自动增益控制、光圈可调的摄像头。
3.根据权利要求I所述的车载道路边缘检测装置，其特征在于 所述语音输出模块包括ー个大音量蜂鸣器。
专利摘要本实用新型揭示了一种车载道路边缘检测装置，所述装置包括FPGA处理模块、CMOS图像传感器、SDRAM存储模块、LCD液晶显示器和语音输出模块；所述FPGA处理模块与CMOS图像传感器、SDRAM存储模块、LCD液晶显示器和语音输出模块相连；所述FPGA处理模块用以读写数据，控制所述CMOS图像传感器、SDRAM存储模块、LCD液晶显示器和语音输出模块工作。本实用新型提出的车载道路边缘检测装置，可满足低成本、低功耗、小体积和高实时性的需求，提高系统的灵活性和性能。
文档编号G08G1/0962GK202454087SQ201220066488
公开日2012年9月26日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者徐磊, 童飞 申请人:上海理工大学