基于FPGA的智能车路径图像识别的预处理设计.pdfVIP

经 验 交流 自动化技术与应用 2010年第29卷第2期 TechnicaICommunications 基于FPGA的智能车路径图像识别的预处理设计 陈 昊，翁显耀 (武汉理工大学 ，湖北 武汉 430070) 摘 要：本文以智能车辆视觉导航系统为研究平台，以车载数字式CMOS摄像头获取的实时路径图像信号为信号源，进行预处理。处 理方法包括一种快速中值滤波算法，以及基于 自适应闯值的二：值化图像分割技术。采用Altera公司的CycloneII系列FPGA 芯片EP2C8Q208C8，在 QuatusII开发环境中给出硬件设计和功能仿真。实验结果表明，该预处理能有效减少噪声，并能实现 图像的二值化。 关键词：FGPA；中值滤波；自适应闽值分割；路径识别 中图分类号：TP391．41 文献标识码 ：B 文章编号：1003—7241(2010)02—0107～05 PretreatmentDesignofIntelligentVehicle’SPathRecognition BBaasseeddOnFPI-GA CHEN Hao，W ENG Xian-yao (WmhanUniversityofScienceandTechnology，Wuhna430070China) Abstract：ThispaperisbasedontheVisualNavigationSystem ofIntelligentVehicle．Thesolutionsincludeakindoffastalgorithm ofM edian—Filter，andthetechniqueofimageBW segmentationbasedonself-adaptivethreshold．ItadoptsCycloneII FPGAchipEP2C8Q208C8，whichisproducedbythecompanyofAltera．Thedesignofthehardwaresystem andthe functionalsimulationisgiveninQuatusII．Theresultsoftheexperimentsshowthatthispretreatmentcanreducenoise efficiently，andachieveBW images． Keywords：FPGA；Median—Filter；self-adaptivethresholdsegmentation；pathrecognition 1 引言 当的去噪处理。在本文中，对图像的预处理分为中值滤 车辆路径 图像 的识别是指路标线从图像背景中分 波和 自适应阈值分割两步 ，中值滤波能实现前端的降 离出来，以便进行车辆行驶偏差的测量。一般路径图像 噪，而 自适应阈值分割则能有效实现路径图像的二值 内容相对 比较简单 ，通常是以路径为主 ，背景是简单的 化。这两种算法结构相对简单 ，但数据量 巨大、实时性 路面，另外存在一些随机杂物的干扰 ，所 以路径识别相 要求高，符合FPGA(Field—ProgrammableGateArray) 对简单。主要问题是现场光照环境不稳定 ，路面褪色以 的性能特点，因此选用FPGA进行处理无疑是一种理想 及路面光照反射能力的差别(如路面不平整，路面上的污 的选择。 迹)造成路径图像灰度不均匀。路径识别的任务主要是 将摄像头拍摄的灰度或彩色图像转换成二值图像 ，其中 2 路径识别预处理的基本原理 路径标线以白色表示，背景及其他 图像 内容用黑色表 2．1 中值滤波原理 示，以便下一步进