DSP试验箱实现数码管交通灯、液晶显示.doc

D S P 论 文 | 读 后 感 信息与计算机工程学院 电子信息工程专业 指导教师 王建 学生： 安吉旺 学号基于DSP的动态图像处理研究 随着现代交通的日益发达和汽车工业的不断发展，近年来高速公路建设在我国发展很快。随之而来的，是交通事故的频繁发生。在高速公路上，如遇恶劣天气、路况较差、交通拥护或驾驶员疲劳等情况，极易发生汽车追尾、迎面相撞甚至连环交通事故。这给人民的生命财产安全带来了极大威胁，也突显出了研制汽车智能主动安全系统的必要性和迫切性。 目前汽车智能主动安全系统的研究，主要集中在以雷达、微波、超声波等为手段，探测路面和障碍物，并提示驾车者。目前雷达系统由于过于昂贵而未能投入广泛使用；微波、超声波等也存在探测距离小等缺点。而采用基于计算机视觉及模式识别的手段，却可以较好地克服以上缺点。在基于计算机视觉及模式识别的汽车智能主动安全系统中，需要对采集到的图像进行实时的处理。针对基于PC机的系统存在的实时性、性价比不高及不能适应恶劣工作环境等问题，文章提出了采用高性能的TMS320C6201数字信号处理器为核心，对动态图像进行处理，进行汽车智能主动安全系统的开发。 针对智能汽车主动安全系统，动态图像处理系统的软件系统要实现的功能：道路检测、障碍物检测及障碍物测距；给出了在PC机VC环境下相应的算法；深入研究了DSP代码的开发环境CCS，以及与DSP代码执行相关的DSP初始化及DSP存储器的分配；对VC代码向DSP代码的转换过程中要注意的问题进行了探讨，并给出了行之有效的建议；比较了转换前后代码执行的效果；研究了基于PC机及EVM板环境下，如何对算法进行调试和验证。 典型DSP系统是将输入信号进行带限滤波和抽样，然后进行A/D变换将信号变换成数字比特流。根据奈奎斯特抽样定理，为保证信息不丢失，抽样频率至少必须是输入带限信号最高频率的2倍。DSP芯片的输入是A/D变换后得到的以抽样形式表示的数字信号，DSP芯片对输入的数字信号进行某种形式的处理(如进行一系列的乘累加操作)。最后，经过处理后的数字样值再经D/A变换转换为模拟样值，之后再进行内插和平滑滤波就可得到连续的模拟波形。 此动态图像显示系统对道路、障碍物等信息以图像的形式进行采集，本系统采用了DB200数字接口摄像模块来获取实时图像采集模块，需再使用A/D模块。系统开机后，图像存储器内的程序将系统自举到DSP内部的程序存储区，然后执行一些初始化的工作。此时摄像机应该已经开始工作，将图像数据经A/D转换后，通过双口ROM，存放在SDROM预定的数据存储区地址内，运行DSP程序存储区内的程序，对图像进行相应的处理。 要开发一个完整的DSP应用系统，需要借助于诸多软、硬件开发工具。根据DSP应用系统的开发特点，DSP系统的软件系统、硬件系统可以分头开发，然后进行统一的测试、调试。本系统的软件系统主要采用计算机视觉和图像处理技术，对摄像机所摄取的图像数据进行处理，从而实现道路检测、障碍物检测、障碍物测距等一系统功能。 在处理景物图像时，一般采用的都是基于图像分割的处理方法。为了对物体进行特征的提取和识别，首先需要将物体从背景中划分出来。图像分割可以采用两种不同的原理来实现：基于区域的和基于边缘的分割方法。我们针对不同的问题运用不同的处理方法，在检测公 路区域过程中，我们采用了区域生长算法；在障碍物检测时，运用了边缘检测技术。对测距而言，目前有激光雷达测距、微波雷达测距和视觉测距等常用方法。基于一致性与硬件成本考虑，此系统采用视觉测距方法。运用边缘检测技术，已经可以准确标定障碍物在图像上的位置，也即标出了其在路面上的位置。由于高速公路的一致性，完全可以利用其宽度公路边缘的平等特性计算出路面每一点的实际距离。 有关DSP动态图像显示，我还阅读了关于在低速信道上用DSP实现动态图像的文章。通过阅读文章了解到存储器结构分哈佛结构、T.冯·诺依曼结构。前者是指令和数据分别存放在两个不同存储器中。而后者是将指令和数据存放在同一存储器下通过不同的使能提取指令和数据。本系统DSP芯片采用改进的哈佛总线结构，内部有硬州乘法器、累加器，使用流水线结构，具有良好的并行特性，井有专门设计的适合信号处理的指令系统