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车载图像识别系统的原理

背景技术:

随着AI(Artificial Intelligence,人工智能)的不断发展,智能驾驶作为AI的一大应用已经越来越受到广大开发人员的重视,而图像识别系统则为智能驾驶中及其重要的一环。如何做好图像的采集以及后续处理的工作,对车辆能否适应实时路况会产生巨大影响。近几年,FPGA资源的提升,开发工具升级,存储器速度加快,让FPGA在图像处理中的作用越来越大。FPGA主要任务是做图像的转发(在各种视频接口、存储器、总线之间转发)。在转发的中途,FPGA可以进行一些简单的处理,比如插值、翻转、gamma变换、滤波、拼接等。因此,可以考虑将FPGA和目前主流的X86计算机结合起来对采集到的视频进行处理转发,提出一种基于FPGA的车载图像识别系统。

技术实现要素:

本实用新型针对目前技术发展的需求和不足之处,提供一种车载图像识别系统。

本实用新型所述一种车载图像识别系统,解决上述技术问题采用的技术方案如下:所述一种车载图像识别系统,其系统结构包括:图像采集模块、图像处理模块、计算模块、电源模块;所述电源模块负责系统供电,与所述图像采集模块、图像处理模块、计算模块等连接,向各个模块供电;

所述图像采集模块用于采集汽车四周的车况,图像采集模块与图像处理模块连接,将采集的车况图像传输至图像处理模块; 所述图像处理模块内设置一FGPA芯片,所述FPGA芯片对车况图像进行插值、翻转、gamma变化、滤波、拼接操作;所述图像处理模块与计算模块互联通信,所述FPGA芯片转发处理后的车况图像给计算模块;

所述计算模块采用X86架构,板载CPU、PCH,所述CPU与PCH之间连接通信;所述CPU与所述图像处理模块连接,接收图像处理模块处理后的图像信息,并转发给车辆ECU模块;所述PCH与图像处理模块的FPGA芯片挂接,并连接到车辆ECU模块,通知车辆ECU模块做出相应动作。

具体的,所述图像采集模块包括多个摄像头,全景拍摄汽车四周的车况。

具体的,所述摄像头接口为网络接口,搜书图像采集模块通过网络将采集的车况图像传输给所述图像处理模块。

具体的,所述图像处理模块包括:视频编解码芯片、FPGA芯片、存储芯片;其中所述视频编解码芯片负责对图像采集模块采集到的车况图像进行编解码,并将编解码后的图像转发给FPGA芯片;所述FPGA芯片对图像进行插值、翻转、gamma变换、滤波、拼接操作。

具体的,所述图像处理模块与计算模块通过高速PCIE接口互联。

具体的,所述计算模块的X86架构中,所述CPU与PCH之间通过DMI总线连接。

具体的,所述CPU通过PCIE X16与所述图像处理模块连接,接收图像处理模块预处理之后的信息,并通过计算模块转发给车辆ECU模块。

具体的,所述PCH通过高速PCIE总线与所述FPGA芯片挂接,所述PCH内部进行PCIE与CAN的转发工作,之后通过CAN总线连接到车辆ECU模块,通知ECU模块做出相应动作。

具体的,所述电源模块入口采用高功率密度的DC/DC隔离模块实现。

本实用新型所述一种车载图像识别系统,与现有技术相比具有的有益效果是:本实用新型将FPGA和目前主流的X86计算机结合起来对采集到的视频进行处理转发,通过视频采集、视频解码、视频存储、视频处理等操作实现图像识别功能,通过计算模块迅速反馈给车辆各ECU,各ECU模块再去控制各机械单元实现车辆的自动驾驶功能,极大提高了智能驾驶的可靠性。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术内容,下面对本实用新型实施例或现有技术中所需要的附图做简单介绍。显而易见的,下面所描述附图仅仅是本实用新型的一部分实施例,对于本领域技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,但均在本实用新型的保护范围之内。

附图1为所述车载图像识别系统的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案、解决的技术问题和技术效果更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本实用新型的技术方案进行清查、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有实施例,都在本实用新型的保护范围之内。

实施例

本实施例提出一种车载图像识别系统,如附图1所示,其系统结构包括:图像采集模块、图像处理模块、计算模块、电源模块;电源模块负责系统供电,与图像采集模块、图像处理模块、计算模块等连接,想各个模块供电;

图像采集模块用于采集汽车四周的车况,图像采集模块与图像处理模块连接,将采集的车况图像传输至图像处理模块; 图像处理模块负责处理车况图像;图像处理模块包括一FGPA芯片,FPGA芯片对图像进行插值、翻转、gamma变化、滤波、拼接等操作;图像处理模块与计算模块互联通信, FPGA芯片转发处理后的图像给计算模块;

计算模块采用X86架构,板载CPU、PCH,CPU与PCH之间连接通信,CPU与图像处理模块连接,接收图像处理模块处理后的图像信息,并转发给车辆ECU模块;PCH与图像处理模块的FPGA芯片挂接,并连接到车辆ECU模块,通知车辆ECU模块做出相应动作。

ECU(Electronic Control Unit)电子控制单元,又称“行车电脑”、“车载电脑”等,从用途上讲则是汽车专用微机控制器。

本实施例车载图像识别系统,其图像采集模块可以包括多个摄像头,能够全景拍摄汽车四周的车况,摄像头接口为网络接口,图像采集模块通过网络将采集的车况信息传输给图像处理模块,将与传统的USB接口相比极大提高了通信速率。

该车载图像识别系统中,图像处理模块的结构主要包括:视频编解码芯片、FPGA芯片、存储芯片;其中视频编解码芯片负责对图像采集模块采集到的图像进行编解码,并将编解码后的图像转发给FPGA芯片;利用FPGA芯片大量的接口、高速并行处理速度,FPGA芯片对图像进行插值、翻转、gamma变换、滤波、拼接等操作;若缓存超过了FPGA芯片内部缓存速度,多余的就会被暂时存放在存储芯片中以供备用。

图像处理模块与计算模块通过高速PCIE接口互联,有利于FPGA芯片快速转发处理过的图像给计算模块。

该车载图像识别系统中,其计算模块可以选择当前主流的高性能X86架构,板载DDR4高速内存、CPU、PCH(Platform Controller Hub,集成南桥);其中CPU与PCH之间通过DMI总线连接,PCH通过高速PCIE总线与FPGA芯片挂接,PCH内部进行PCIE与CAN的转发工作,之后通过CAN总线连接到车辆ECU模块,通知ECU模块做出相应动作。CPU通过PCIE X16与图像处理模块连接,接收图像处理模块预处理之后的信息,并通过计算模块转发给车辆ECU模块。

该车载图像识别系统配置的电源模块,在电源模块入口选择高功率密度的DC/DC隔离模块实现。由于车载电瓶电压有时会产生较大的波动,所以在入口电源的选择上对DC/DC隔离模块的稳定性要求比较高,该DC/DC隔离模块在温度上符合车规级要求,并且支持Buck/Boost电路;满足车辆电瓶在使用过程中随时可能发生的电压不稳状况,提高系统运行的稳定性。电源模块的其他组成部分均符合车规级别,满足车载图像处理系统的使用。

综上可知,本实施例车载图像识别系统,通过视频采集、视频解码、视频存储、视频处理等操作实现图像识别功能,通过计算模块迅速反馈给车辆各ECU模块,各ECU模块再去控制各机械单元实现车辆的自动驾驶功能。

以上应用具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了详细阐述,这些实施例只是用于帮助理解本实用新型的核心技术内容,并不用于限制本实用新型的保护范围,本实用新型的技术方案不限制于上述具体实施方式内。基于本实用新型的上述具体实施例,本技术领域的技术人员在不脱离本实用新型原理的前提下,对本实用新型所作出的任何改进和修饰,皆应落入本实用新型的专利保护范围。

技术特征:

1.一种车载图像识别系统,其特征在于,其系统结构包括:图像采集模块、图像处理模块、计算模块、电源模块;所述电源模块负责系统供电,与所述图像采集模块、图像处理模块、计算模块连接,向各个模块供电;

所述图像采集模块用于采集汽车四周的车况,图像采集模块与图像处理模块连接,将采集的车况图像传输至图像处理模块;

所述图像处理模块内设置一FGPA芯片,所述FPGA芯片对车况图像进行插值、翻转、gamma变化、滤波、拼接操作;所述图像处理模块与计算模块互联通信,所述FPGA芯片转发处理后的车况图像给计算模块;

所述计算模块采用X86架构,板载CPU、PCH,所述CPU与PCH之间连接通信;所述CPU与所述图像处理模块连接,接收图像处理模块处理后的图像信息,并转发给车辆ECU模块;所述PCH与图像处理模块的FPGA芯片挂接,并连接到车辆ECU模块,通知车辆ECU模块做出相应动作。

2.根据权利要求1所述一种车载图像识别系统,其特征在于,所述图像采集模块包括多个摄像头,全景拍摄汽车四周的车况。

3.根据权利要求2所述一种车载图像识别系统,其特征在于,所述摄像头接口为网络接口,搜书图像采集模块通过网络将采集的车况图像传输给所述图像处理模块。

4.根据权利要求3所述一种车载图像识别系统,其特征在于,所述图像处理模块包括:视频编解码芯片、FPGA芯片、存储芯片;其中所述视频编解码芯片负责对图像采集模块采集到的车况图像进行编解码,并将编解码后的图像转发给FPGA芯片;所述FPGA芯片对图像进行插值、翻转、gamma变换、滤波、拼接操作。

5.根据权利要求4所述一种车载图像识别系统,其特征在于,所述图像处理模块与计算模块通过高速PCIE接口互联。

6.根据权利要求5所述一种车载图像识别系统,其特征在于,所述计算模块的X86架构中,所述CPU与PCH之间通过DMI总线连接。

7.根据权利要求6所述一种车载图像识别系统,其特征在于,所述CPU通过PCIE X16与所述图像处理模块连接,接收图像处理模块预处理之后的信息,并通过计算模块转发给车辆ECU模块。

8.根据权利要求7所述一种车载图像识别系统,其特征在于,所述PCH通过高速PCIE总线与所述FPGA芯片挂接,所述PCH内部进行PCIE与CAN的转发工作,之后通过CAN总线连接到车辆ECU模块,通知ECU模块做出相应动作。

9.根据权利要求8所述一种车载图像识别系统,其特征在于,所述电源模块入口采用高功率密度的DC/DC隔离模块实现。

技术总结
本实用新型公开一种车载图像识别系统,涉及到车载图像技术,其系统结构包括:图像采集模块、图像处理模块、计算模块、电源模块;电源模块连接各个模块负责系统整体供电;图像采集模块采集汽车四周的车况,并将采集的车况图像传输至图像处理模块;图像处理模块内设置一FGPA芯片,由FPGA芯片对车况图像进行插值、翻转、gamma变化、滤波、拼接操作,并转发处理后的车况图像给计算模块;经计算模块反馈给车辆ECU模块,并通知车辆ECU模块做出相应动作。本实用新型将FPGA和目前主流的X86计算机结合起来对采集到的视频进行处理转发,极大提高了智能驾驶的可靠性。

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