基于FPGA+DSP的智能车全景视觉系统

基于FPGA+DSP的智能车全景视觉系统基于FPGA+DSP的智能车全景视觉系统基于单相机的全景视觉系统是利用凸面镜反射四周图像进行定位，在计算资源有限时是一种较好的选择，且视觉导航等方向的应用也成为一种最实用的方法[1-2]，这种方案虽然视野开阔，但获取的信息有限，真实的系统中很难应用。随着芯片计算能力的不断提高，基于多通道的全景视觉系统已逐渐成为可能。本文介绍的智能车多通道全景视觉是指以观测点为中心，多个相机可同时观测车辆的前中、前左、前右、后左、后右和顶上6个方向的景物。该系统中的6台数字相机中5台分布在车辆的侧面，1台在顶部，可以得到车辆周围全景360°的图像。该系统每个相机的分辨率为百万像素，即1280×1024，帧率为30f/s，即便图像为8bit单色，系统的总数据率也高达200MB/s以上。同时，6个相机图像需要预处理，投影到同一坐标系，或者拼接成单幅完整图像才能满足智能车导航系统的要求，这些涉及到大量复杂计算。针对这些要求，该系统的硬件处理部分利用了DSP和FPGA芯片各自的特长，选用高速DSP+FPGA[3-6]的方案,而DSP方案也是海量图像处理中普遍应用的[7]。高性能通用C6416DSP芯片，配合FPGA进行高度并行数据处理，可实现高速实时的视觉图像处理。这种方案的优点在于，不仅可以利用DSP的高速处理能力，同时利用FPGA的控制能力和在高度并行化数据处理方面的优势，相比其他方案更容易满足全景视觉系统所需要的高度实时处理。1系统总体方案设计为适合高速图像采集，本系统选用CMOS传感器，CMOS的一个优点是数据读取速度快。系统由高速CMOS相机、基于CamLink技术的图像读取、FPGA+DSP的图像处理三部分构成，如图1所示。从图1可以看出，该系统有两片FPGA，图像读取模块中的FPGA1负责从CMOS相机抓图和