文章编号：１００７－２７８０（２０１４）０３－０４２２－０７基于ＦＰＧＡ的汽车单目测距系统设计刘强，潘明＊，李永伟（桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林５４１００４）摘要：为了避免交通追尾事故的发生，提出了一种基于现场可编程逻辑门阵列（ＦＰＧＡ）的嵌入式汽车测距方案。对该系统所采用的图像采集、图像处理、基于小孔成像原理的单目车距测量等算法进行研究。系统以友晶公司ＤＥ２ＦＰＧＡ开发板为硬件平台，通过对ＰＡＬ制模拟摄像机输出的ＣＶＢＳ（ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＶｉｄｅｏＢｒｏａｄｃａｓｔＳｉｇｎａｌ）视频流的采集、灰度化、滤波、边缘检测、膨胀、腐蚀、车牌定位、车牌大小的检测、液晶屏显示，实现了单目视觉汽车实时测距。整个系统使用Ｖｅｒ－ｉｌｏｇ硬件描述语言实现图像采集与显示、各种图像处理算法、车牌定位与车距测量算法，图像处理速度达到了每秒２５ｆｒａｍｅ／ｓ，大大提高了系统的实时性。实验结果表明，系统所测试的距离误差最大仅为２．５７％。该系统可用于汽车辅助驾驶，预防汽车追尾，也可用于智能机器人视觉。中图分类号：ＴＰ２１２文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３７８８／ＹＪＹＸＳ２０１４２９０３．０４２２ＤｅｓｉｇｎｏｆｖｅｈｉｃｌｅｍｏｎｏｃｕｌａｒｒａｎｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＦＰＧＡＬＩＵＱｉａｎｇ，ＰＡＮＭｉｎｇ＊，ＬＩＹｏｎｇ－ｗｅｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＧｕｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｖｏｉｄｒｅａｒ－ｅｎｄｃｏｌｌｉｓｉｏｎ，ａｎｅｍｂｅｄｄｅｄｃａｒｒａｎｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｉｅｌｄ－ｐｒｏ－ｇｒａｍｍａｂｌｅｇａｔｅａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）ｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｓｕｃｈａｓｉｍａｇｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｍｏｎｏｃｕｌａｒｄｉｓｔａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｓｍａｌｌｈｏｌｅｉｍａｇｉｎｇａｎｄｅｔｃａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．ＴｈｅｈａｒｄｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｉｓＴｅｒａｓｉｃＤＥ２ＦＰＧＡｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｂｏａｒｄ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｕｓｅｓａｓｉｎｇｌｅｃａｍｅｒａｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｉｎｒｅａｌｔｉｍｅｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｃａｒｓ．ＩｔａｃｑｕｉｒｅｓｔｈｅＣＶＢＳ（ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＶｉｄｅｏＢｒｏａｄｃａｓｔＳｉｇｎａｌ）ｖｉｄｅｏｓｔｒｅａｍｆｒｏｍＰＡＬｃａｍｅｒａ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｄｅｔｅｃｔｓｔｈｅｒａｎｇｅｂｙｉｍａｇｅｇｒａ－ｙｉｎｇ，ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ，ｄｅｔｅｃｔｉｎｇｅｄｇｅ，ｄｉｌａｔｉｏｎ，ｅｒｏｓｉｏｎ，ｌｏｃａｔｉｎｇｌｉｃｅｎｓｅｐｌａｔｅ，ｃｏｍｐｕｔｉｎｇｔｈｅｓｉｚｅａｎｄｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙ．ＴｈｅｗｈｏｌｅｓｙｓｔｅｍｕｓｅｓＶｅｒｉｌｏｇｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｌａｎｇｕａｇｅｔｏｒｅａｌｉｚｅｉｍａｇｅａｃｑｕｉｓｉ－ｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｐｌａｙ，ａｌｌｋｉｎｄｓｏｆｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉ收稿日期：２０１３－０９－２５；修订日期：２０１３－１０－１２．＊通信联系人，Ｅ－ｍａｉｌ：ｐａｎ＿ｍ＠ｇ刘强，等：基于ＦＰＧＡ的汽车单目测距系统设计第３期４２３测距原理与整体方案根据小孔成像原理，ＣＣＤ摄像机的成像几何关系可用小孔成像原理来近似表示，从图１中易得式（１），其中：Ｈ为车牌大小，Ｄ为车距，ｈ是车牌映射到摄像头中的大小，ｆ为摄像头焦距。测距模型中，车距与图像大小成反比，若已知车牌的实际尺寸和摄像２．２引言１目前国内外针对汽车测距主要有超声波短距离测距、微波雷达长距离测距、激光测距、摄像系统测距等，其中超声波测距适合短距离测距，雷达或激光测距少则几千元，动辄上万元，...