基于FPGA车辆防碰避障技术的研究

发布时间：2017-10-03 01:30

  本文关键词：基于FPGA车辆防碰避障技术的研究

  更多相关文章： FPGA 毫米波雷达 图像处理 SDRAM VGA 车辆防碰

【摘要】：近30年随着中国经济的迅猛发展,家用小汽车也逐渐进入平常百姓家中,由于城市中车辆的不断增长,车辆事故率逐渐增高,给人们的生命财产带来巨大的潜在危险。因此,研究车辆的防碰避障技术就变的日益重要。在驾驶过程中,为了更智能的为驾驶者提供路况辅助信息,本文展开以摄像头和雷达为辅助工具的车辆防碰避障技术的研究。本文首先对目前国内外汽车厂商以及科研单位在车辆防碰避障技术领域的发展状况进行总结,对目前各大汽车厂商在车辆防碰避障方面常用的技术方案进行概括比较。随着科技的发展,近些年FPGA的功能越来越强大,其强大的运算能力和大量数据存储能力使它在视频图像处理方面的优势也日益突出。文章主要研究了一个基于FPGA的图像处理与传统毫米波雷达相结合的车辆防碰避障系统,该系统以摄像头模块和毫米波雷达模块作为数据输入模块,EP4CE6E22C8N作为数据处理器,使图像处理技术与传统雷达测距相结合,更加准确预判前方目标车辆的状态,设计了从安全距离建模、图像采集、存储、模板匹配、雷达测距、预警信息触发条件的完整系统。在完成摄像头图像采集后,采用Sobel算子边缘检测算法和数学形态学实现对目标车辆的检测和识别。在车辆预警系统设计中,根据车辆本身刹车系统以及驾驶员习惯,设计模糊规则库和触发条件,实现更加智能的预警系统,为驾驶者提供可靠参考信息。在本设计中,建立临界安全模型,并用MATLAB对建立的模型进行仿真,图像处理方面主要在实验板上实现,并通过VGA显示。
【关键词】：FPGA 毫米波雷达 图像处理 SDRAM VGA 车辆防碰
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.6;TP391.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 课题背景及意义8-9
• 1.2 国内外相关领域的研究现状9-11
• 1.3 几种不同防撞技术的比较11-13
• 1.3.1 超声波防撞雷达11
• 1.3.2 红外防撞雷达11-12
• 1.3.3 毫米波雷达测距12
• 1.3.4 基于摄像头车辆防撞预警系统12-13
• 1.4 论文研究内容13
• 1.5 论文结构13-15
• 第2章 车辆安全距离模型建立15-22
• 2.1 车辆安全距离建模目的15
• 2.2 车辆制动过程行驶距离建模分析15-18
• 2.3 模型参数的确定18-19
• 2.3.1 制动初速度18
• 2.3.2 各段时间的确定18-19
• 2.3.3 最大制动减速度值的确定19
• 2.4 仿真结果19-22
• 2.4.1 前车静止状态19-20
• 2.4.2 前车匀速运动或加速运动20-21
• 2.4.3 前车减速运动21-22
• 第3章 目标车辆的检测22-39
• 3.1 毫米波雷达目标检测22-24
• 3.1.1 同车道车辆目标初选22-23
• 3.1.2 目标体的初次确定23-24
• 3.2 摄像头图像处理算法24-31
• 3.2.1 图像灰度化25
• 3.2.2 中值滤波处理25-26
• 3.2.3 图像边缘检测的Sobel算法26-29
• 3.2.4 图像二值化29-31
• 3.3 基于图像处理的目标车辆检测31-37
• 3.3.1 常用车辆检测方法31-32
• 3.3.2 感兴趣区域的选取32-33
• 3.3.3 前方目标车辆检测33-37
• 3.4 信息融合37-39
• 第4章 系统总体设计39-71
• 4.1 系统总体设计方案39
• 4.2 系统硬件设计方案39-55
• 4.2.1 雷达处理模块的设计41-43
• 4.2.2 摄像头处理模块的设计43-47
• 4.2.3 SDRAM控制器的设计47-52
• 4.2.4 VGA显示模块设计52-54
• 4.2.5 预警单元模块的设计54-55
• 4.3 系统算法模块设计55-70
• 4.3.1 雷达距离采集55
• 4.3.2 图像采集模块55-61
• 4.3.3 图像预处理模块61-67
• 4.3.4 图像特征分析67-70
• 4.4 决策算法设计70-71
• 第5章 系统实现与测试71-75
• 5.1 毫米波雷达有效目标判断71-72
• 5.2 车辆检测测试72
• 5.3 预警测试72-75
• 第6章 总结与展望75-77
• 6.1 论文总结75-76
• 6.2 未来展望76-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-82
• 附录82-94

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 何天喜;车辆防碰刮装置及使用问答[J];汽车运用;2001年07期

2 谢邦力;FPG─15Ⅲ4型激光防碰装置[J];劳动保护;1992年09期

3 刘刚;陈超;蔡鹏;于长广;;井眼防碰监测技术在南海油田W9H的应用[J];科学技术与工程;2012年26期

4 陈强;新型行车防碰装置[J];机电工程;1998年01期

5 杨永杰;冯军;曹娟;;基于PC104的汽车防碰预警系统的设计[J];电子工程师;2008年09期

6 何保生;刘刚;王平双;文敏;;基于钻头运动诱发套管头振动信号检测的井眼防碰监测方法[J];中国工程科学;2011年05期

7 不琢;田小童;;火眼金睛防碰瓷[J];家用汽车;2006年10期

8 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 邢忠玺;;分枝井技术在SZ36-1油田的应用[A];2003年度海洋工程学术会议论文集[C];2003年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 通讯员 马立玫邋谭勇志 史建新;华北定向井防碰技术日臻成熟[N];中国石油报;2008年

2 特约记者 董晓燕;双星“争辉” 提速提效[N];中国石油报;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 毛剑;海洋丛式井组井眼防碰地面监测方法研究[D];中国石油大学;2010年

2 徐文涛;基于FPGA车辆防碰避障技术的研究[D];贵州大学;2016年

3 赵子兰;石油钻井工程录井导向防碰模型研究及应用[D];大连海事大学;2010年

4 霍微伟;石油钻井防碰测距系统设计[D];北京交通大学;2010年

5 蔡鹏;基于无线数据传输的海上多平台井眼防碰技术研究[D];中国石油大学（华东）;2013年

6 陈刚;钻机顶驱防碰检测与控制方法研究[D];西南石油大学;2012年

7 董照显;用于丛式井防碰监测的井下震源设计[D];中国石油大学（华东）;2013年

8 杨全枝;基于钻头振动信号分析的井间距离识别方法研究[D];中国石油大学（华东）;2013年

，

本文编号：962423