装备无线自动跟踪摄像头的警用车辆支持系统冰（上）.doc

装备无线自动跟踪摄像头的警用车辆支持系统冰(上) 设计介绍本项目有三个主要目标:首先,提高警用车辆上采集和处理数据的能力;其次,在警察大队与指挥中心之间实现实时的图像传送和信息共享;第三,通过使用SoPC的协调设计来考虑高性能和经济效率。现有的警察大队跟踪系统的摄像头是固定在车辆上的,因此会出现在屏幕上丢失嫌疑车辆的问题。本设计提供了一种自动跟踪解决方案,可以将嫌疑车辆始终锁定在屏幕上。为了实现这一目标,实施了可以减轻光效应的自动化临界值计算方法。我们制造了使用步进马达的云台摄像头(Pan-TiltCamera),这种摄像头可以上下左右移动。为了实现马达的快速响应,我们还设计了FPGA步进马达控制器。FPGA步进马达控制器的响应时间比软件控制器的响应时间短,因此,即使嫌疑车辆在快速移动,它也可以帮助摄像头将焦点一直放在嫌疑车辆上。自动语音警报系统可以与跟踪摄像头同步运行。针对MPEG音频播放,实施了使用Nios自定义指令的硬件加速技术。因此,不需要为MPEG音频解码提供额外的解码芯片。我们为在DE2主板上运行的WM8731DAC开发了uClinux音频驱动程序我们还设计了FPGA合成式OBD-Ⅱ接口,用于获取车辆速度之类的信息,以及从车辆控制系统ECU获取故障状态。OBD一Ⅱ接口可以测量相对速度,并可监控车辆状态,因此它可以代替高成本的激光测量仪器。我们通过libjpeg和Altera的C2H编译器设计了JPEG压缩模块,用于进行图像存储和无线传输。对于Linux系统上常用的libjpeg进行了加速。利用libjpeg可以不必修改代码就让应用程序提高压缩性能。此设计的另一个主要特色是快速的全球无线HSDPA协议。采集到的实时数据和图像信息可以从警察大队传送到指挥管制中心。车内FPGA的适用性警察大队的支持系统是一个复杂的领域,需要对图像、语音、通信和传感器数据进行处理。车辆的系统复杂性越来越强,因为所加载设备的数量也在逐渐增加。在OBD接口中,由于协议不同,不同的车辆必须使用不同的系统。FPGA适合于这个领域,因为它拥有易用的重组功能和合成功能。。操作系统和应用程序是使用GUN工具实施的。使用SoPC可以方便地配置系统,uClinux和GUN工具链可以提供相似的环境。警用车辆中的需求根据追踪制度,追踪车辆时必须在进行追踪时打开警报和记录设备,并且同时还要向命令控制中心报告。同时做几件事情并不容易,因此需要采用自动化的综合解决方案。本设计可以提供解决这些问题的解决方案。功能描述――自动跟踪摄像头要将目标车辆始终锁定在屏幕中央,我们制造了一种可以垂直和水平移动的摄像头模块。云台摄像头模块的关键部分是响应时间。响应时间越短,目标车辆的丢失率就越低。因此,我们选择了硬件控制的方法,而不是软件控制的方法。步进马达控制器是采用VerilogHDL开发的。图像处理模块发出的云台运动命令会直接传送到FPGA上的步进马达控制器。步进马达控制器随即接收到这些命令,并生成操作信号脉冲。最后,控制器向每个马达发送合适移动距离的信号。要进入跟踪模式,需要将摄像头对准目标车辆,然后按下DE2上的按钮。随后,图像处理模块将提取目标车辆的平均色彩特征,并估计目标车辆的位置。只要车辆一移动,云台摄像