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    基于Xilinx FPGA平台的汽车环视系统



    Avnet


    暂无图片





    背景介绍

    汽车电子在最早期的时候主要为驾驶者提供音乐享受‚时至今日汽车电子的应用日新月异‚从多媒体娱乐系统‚到GPS定位方案‚这些应用致力为驾驶者提供美好的驾驶体验。未来汽车电子更能取代驾驶者的角色‚实现全自动驾驶。汽车环视系统就是全自动驾驶系统中的重要一环。

    汽车环视系统主要为驾驶者通过直接视频提供汽车四周的信息,在驾驶室控制面板中显示。有了这个系统驾驶者可以更清楚‚更快捷‚更准确的了解汽车周边的状况‚从而做出相应的反应。



    目前大部分的汽车环视硬件平台是采用ASSP或者DSP,但是由于这些器件本身处理能力和灵活度的问题,极大地限制了客户在差异化和高性能产品方面的发展。FPGA作为一种领先的可编程逻辑器件,可以通过并行处理和硬件加速功能实现一些高性能、多通道的图像处理效果,并可以融合客户自己的特定功能,研发出高性价比的产品,树立自己的竞争优势。本项目是采用 Xilinx FPGA Spartan-6系列实现了汽车环视的参考设计,为客户提供一个可定制化的平台,大大缩短客户的研发时间。该硬件平台代表着未来汽车辅助驾驶的技术发展方向,在单芯片中集成了高性能、多功能、可编程的优势,为客户研发差异化的高端产品奠定了坚实的基础。

    设计目标

    设置四个广角镜头于汽车四周‚通过安富利设计服务 (Avnet Design Services) - 香港安富利设计中心自主研发的校正及拼接算法‚透过 Xilinx FPGA实现‚把汽车四周的实时视频显示到驾驶室内的主控屏。

    设计原理



    机械设计方面‚先放置四个带广角镜的视频镜头在汽车的前、后、左同右方,如图所示。左跟右的视像镜头垂直向下前跟后的则稍微向外倾‚以免汽车的保险杆阻碍视频。

    数字讯息方面‚广角的视频会进入到FPGA先作前处理‚如贝尔图插值处理‚色彩校正等。前处理后视频会存到外存里。接下来再作鱼眼校正‚视角校正等有关几何上的视频校正。有关校正的算法都是由香港安富利设计中心的工程师自主研发。校正后的视频会再次存到外存。最后由负责拼接的模块读出‚作输出前的视频格式化‚其中包括重叠位置拼接的处理‚汽车图片的色彩抠像并贴上。



    最后还有调试软件的设计‚所有有关广角镜的系数都可以通过一个Java的软件去调试。FPGA与软件连接后‚可将四个视频的瞬间影像传到个人计算机上。客户可以透过软件上的系数改变‚调节出最合适的系统系数,再传回FPGA使用。


    设计原理简图

    Xilinx公司的Spartan-6 FPGA SP605目标设计平台用来设计四个照相机的环视系统.下面是该平台的基本资料:

    采用Spartan-6 FPGA SP605目标设计平台的四个照相机的环视系统框图



    Spartan-6 FPGA SP605目标设计平台外形图

    设计平台主要元器件和位置图见下表:



    Spartan-6 FPGA SP605目标设计平台框图

    Spartan-6 FPGA SP605目标设计平台详细电路图见:




    汽车环视系统是安富利电子元件 - 安富利设计服务(ADS)香港设计部根据中国汽车市场的客户需求,结合ADS出色的FPGA视频设计经验,在Xilinx的Spartan-6 FPGA器件上实现的一套完整的解决方案。
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  • 评选流程
  • 2012年6-8月方案提交
    2012年9-11月中电网注册工程师评选
    2012年11月评审委员会专家评选
    2013年01月18日颁奖典礼 (工信部微电子发展研究中心多功能会议室,北京)
  • 评选标准
  • 本次优秀方案评选,将从如下4个方面进行考评,邀请网友投票:
    • 方案的创新性
    • 方案性价比
    • 方案易用度
    • 方案市场潜力
 
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