基于DAVINIC技术的车载红外行人检测系统的研究和实现

来源 :中国科学院大学(工程管理与信息技术学院) | 被引量 : 5次 | 上传用户:qq547761894
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因为路灯和车灯光照距离有限,再加上驾驶员夜间开车容易疲劳,夜间行驶极易发生行人被撞的交通事故。车载红外行人检测作为车辆辅助驾驶的一部分,可以在较远的地方就提醒驾驶员行人的位置,从而提前做出判断,一定程度上能大大降低交通意外发生的概率。车载红外行人检测系统采用被动式红外相机获取外部图像,硬件平台基于TI公司的DAVINIC系列的芯片DM6437,软件使用BIOS操作系统,并实现红外行人检测算法在DM6437上的移植,基于DSP的内部系统流程,对算法进行最大化的优化,保证系统实时运行,基本满足实际使用需求。论文主要工作包括:(1)需求分析和硬件结构,以需求为基础分析红外车载行人检测系统的几种方案,比较各自优缺点,本系统的一个创新点是选用硬件DSP加软件算法的方案,然后分析主流DSP的优缺点,针对本系统的需要,选择DM6437做主芯片,硬件系统接口分析,分析了DM6437视频输入输出系统,按系统需求设计了视频编码模块接口,包括TVP5146的介绍和选择它的原因和其功能;外部存储模块DDR2接口分析,分析采用DDR2芯片的必要性和可行性,根据传输速度,大小等选择合适的DDR2接口的存储器,并实现该芯片和DM6437的接口;外扩FLASH存储的的必要性分析,DM6437的EMIF控制器以及其和具体FLASH芯片的接口,I2C/CAN接口分析。(2)软件系统分析和设计,主要是实现整个系统软件开发实现:包括CCS3.3开发环境搭建;为CCS33添加VLIB库;软件实现的基本平台BIOS操作系统介绍并为本系统配置BIOS系统;通过BIOS提供的API函数实现软件架构搭建。介绍了红外行人检测算法的实现,包括红外行人分割、识别和行人跟踪算法。红外行人检测算法代码实现主要的流程包括读取一帧视频图像、阈值分割、区域处理、模板匹配等四个过程。在此软件架构的基础上移植红外行人检测算法,实现整个软件算法的流程,最后实现软件代码调试.(3)实现了红外行人检测算法在DM6437的优化,包括软件流水的原理;编译器的优化:通过提升代码局部性的优化;基于改变数据类型的优化;基于数值操作的优化;减少函数调用以及跳转指令的优化;采用内联函数的优化等等,每个优化方式的后面给出该优化方式对本论文算法的优化的效果,比较其差异性,最后列出了各种优化后的效果的表格,并展示了系统效果图。本系统的一个创新点是在分析了DSP运行机制的基础上在本系统上使用了所有的优化方式,对优化实现最大化。本论文讨论的红外视频检测系统,在整体识别过程中,使行人识别检测率达到90%左右,优化后在DM6437上的处理速度达到了20帧每秒,达到视频实时显示,故该系统具有较强的工程应用价值。
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