【正文】 濾波、整形的處理。 芯片的尺寸： 18163um*800um； 芯片厚度： 280um或者 300um； 坐標(biāo)原點(diǎn)：芯片中心 ； 凸凹高度： 15um。此外 ， 由于集成電源其必要驅(qū)動(dòng)液晶 ,可以做一個(gè)顯示系統(tǒng)用最少的組件。 顯示數(shù)據(jù)可以儲(chǔ)存在 240x320x18 RAM的芯片中[13]。它由 720根 源線和 320個(gè) 驅(qū)動(dòng)電路。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 視頻 顯示 模塊電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用了 TFT材質(zhì)的屏幕 。 表 31 OV7670 性能參數(shù) 名稱 參數(shù) 名稱 性能參數(shù) 感光列陣 640*480 視場角 25 度 核電壓 靈敏度 模擬電壓 ~ 信噪比 46dB IO 電壓 ~ 動(dòng)態(tài)范圍 52dB 工作 60mW/15fps 瀏覽模式 逐行 休眠 20uA 電子曝光 1~510 行 操作溫度 30~70（攝氏度） 像素面積 * 穩(wěn)定工作 0~50（攝氏度） 暗電流 12mV/60 攝氏度 輸出格式 YUV/YCbCr4:2:2 Well capacity 17Ke RGB565/555/444 最大幀率 30fps GRB4:2:2 影響區(qū)域 * Raw RGB Data 封裝尺寸 3785um*4235um 視頻 傳輸 電路的設(shè)計(jì) 由于這款攝像頭是高度集成的，使用串口插入的，所以并沒有實(shí)際的電路連接圖，主要視頻信號(hào)的傳輸是通過串行口來傳輸?shù)?，通過圖中的各個(gè)引腳傳輸?shù)斤@示屏中。 具體電路圖如圖 39。 圖 38 OV7670 圖像傳感器 本論文中采用的 傳感器是 OmniVision 公司 生產(chǎn) 芯片的 CMOS 圖像傳感器， 對于這種直插攝像頭，因?yàn)殡娐防^承了，所以圖像處理都在一個(gè)芯片中，其中包括，圖像的采集，數(shù)據(jù)的壓縮，串口傳輸。 然后根據(jù)我們實(shí)驗(yàn)要求的，然后手動(dòng)調(diào)試攝像頭焦距 ,內(nèi)部處理芯片可以完成全部的圖像處理所需要的步驟， 例如伽馬曲線、白平衡、飽和度、色度調(diào)節(jié)等都可以通過 SCCB 接口進(jìn)行編程。 圖 37 啟動(dòng)配置電路 攝像頭信號(hào)采集的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用的 OV7670 圖像傳感器，它的具有 30 萬 的 像素的 ,由于它的集成度非常的高，所以它的體積就變小了，而且它不需要很高的電壓就能工作 ,除此之外，這款傳感器還有 影像處理器的所有功能 [11]。 具體電路如圖 36 所示。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 35 電源電路設(shè)計(jì) 調(diào)試電路的設(shè)計(jì) 調(diào)試接口電路設(shè)計(jì) ,本設(shè)計(jì)采用的調(diào)試接口是 SWD/JTAG 口，這是 ARM 芯片標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)試接口。 這個(gè)電源電路的作用就是用來控制電壓的，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)使用的電池是 的鋰電池，所以我們需要這個(gè)電路來變化電壓，經(jīng)過電路的穩(wěn)壓處理之后，電源就可以保持在 [9]。具體電路如圖 34 所示。為了給復(fù)位預(yù)留足夠的時(shí)間，我們給 200ms 作為復(fù)位時(shí)間，并且使其始終工作在 電壓下 [8]。為此我們需要構(gòu)建一個(gè)復(fù)位邏輯電路來解決這個(gè)問題，這個(gè)電路的功能就是確定微處理器的初始狀態(tài)，這時(shí)我們就需要個(gè)外部電路提供一個(gè)復(fù)位信號(hào)。具體的電路圖如 33 所示。微控制器上電復(fù)位之后，微控制器 STM32F103RC 選用 8MHz 的石英晶振作為系統(tǒng)的時(shí)鐘源。雖然在經(jīng)過技術(shù)工人調(diào)整的 RC振蕩器已經(jīng)很精準(zhǔn)了，但是為了使設(shè)計(jì)更加的完善，提高系統(tǒng)的可靠性。 圖 32 最小微控制器 石英晶振電路的設(shè)計(jì) 石英晶振蕩電路設(shè)計(jì)：輸入一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)使時(shí)序電路工作，本設(shè)計(jì)的微處理器就是一個(gè)時(shí)序電路。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 最小微控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)最小微控制器系統(tǒng)由復(fù)位電路、石英晶振電路、啟動(dòng)配置電路、 JTAG 調(diào)試接口電路組成。監(jiān)控終端硬件框架如圖 31 所示。當(dāng)有外部直流電源時(shí)，系統(tǒng)由外部電源供電，同時(shí)，外部電源對 鋰 電池進(jìn)行 充電。假設(shè)微處理器的周期為 T機(jī)，則 t=N*T，則探測距離可由下公式 表示： 221 TNcCTL ???? (22) 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 3章 防汽車追尾碰撞 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)的構(gòu)成 本設(shè)計(jì) 的硬件設(shè)計(jì)包括三部分 :用于視頻采集的攝像頭 設(shè)計(jì)、 顯示屏設(shè)計(jì) 、 超聲波 設(shè)計(jì)。但是我們測的距離是實(shí)際的一半，所以可由下公式表示： CTL 21? (21) 上 式中， L為待測距離， C為超波的聲速， t為往返時(shí)間。 其原理為：超聲波發(fā)射端輸出 40KHz的脈沖信號(hào)，內(nèi)部振子處理脈沖信號(hào)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，這些脈沖串通過空氣傳播，被測面接到脈沖信號(hào)之后，在接收端處理 正弦波 信號(hào)，超聲波發(fā)出到接收的這段時(shí)間就是往返時(shí)間?，F(xiàn)在主流的一些測距方法有 以下 幾種 : 一種叫相位檢測，這種測試方法精度很高，可視檢測范圍比較小，還有一種叫聲波幅值檢測法，它的超聲波易受到反射波的影響。 超聲波電路是由發(fā)射端和接收端組成的，發(fā)射端發(fā)出脈沖方波，它的寬度是發(fā)射端和接收端的時(shí)間間隔，而且它的寬度是隨著測距的遠(yuǎn)近來變化的，越遠(yuǎn)就越寬。綜上所述，我們選擇了 CMOS 傳感器。 CCD 對于 CMOS 相比靈敏度上高，噪聲上小，這都是 CCD 的一些優(yōu)點(diǎn)，但是 CCD 功耗高，生產(chǎn)成本高，這就限制了 CCD傳感器的應(yīng)用 [5]。 本設(shè)計(jì)編碼芯片選用 STM32F103RCT6，視頻壓縮也是通過 ARM 系統(tǒng)來控制STM32F103RCT6 芯片來進(jìn)行的 ，將采集到的視頻經(jīng)過 ARM 系統(tǒng)進(jìn)行壓縮，該壓縮是高比例壓縮。 AL422B芯片主要由下列特性： （ 1） 自己能讀寫，對于不同速率的 I/O 接口都可以接受 ； （ 2） 同時(shí)存取 ； （ 3） 20ns 為一個(gè)讀寫周期。 本 文的防汽車追尾碰撞 系統(tǒng)的圖像處理主要是對 30 萬 像素 CMOS 圖像傳感器的信號(hào)進(jìn)行采集和處理，圖片尺寸較小、計(jì)算量不大、實(shí)時(shí)性要求不是很高，因此，從實(shí)現(xiàn)功能單方面來講，采用 ARM 處理器可以滿足本系統(tǒng)對視頻性能的要求。還有一種芯片是嵌入式的 ARM 芯片對于視頻信號(hào)的采集和視頻信號(hào)的處 理都比較的快，而且價(jià)格較低，應(yīng)用的范圍比較廣，而且通用性非常的高，實(shí)時(shí)操作性強(qiáng)，因此非常適合用于控制比較復(fù)雜的設(shè)計(jì)中，但是這種芯片的計(jì)算能力比較弱，短時(shí)間完成數(shù)據(jù)的運(yùn)算是不可能的，所以處理一些要求低的視頻設(shè)備是可以實(shí)現(xiàn)的。但是 做 實(shí)物的時(shí)候要考慮到并行處理時(shí)的編程不好實(shí)現(xiàn)，而且這種芯片的價(jià)格普遍較高、體積大、耗能較高，所以很難被本設(shè)計(jì)采用 [4]。目前一般的實(shí)驗(yàn)中用到的攝像頭大概分四種，一種是 DSP 攝像頭， 這種攝像頭的優(yōu)點(diǎn)就是其運(yùn)算能力，非常的快，非常的靈活，編程也非常的簡單，但是這種攝像頭對于控制要求比較多的設(shè)備就不能應(yīng)用。 （ 3） 對于紅外線能非常敏銳的檢測出來。 這塊攝像頭是 OmniVision 公司推出的，它的需要的工作電壓非常的低，其特性有以下幾點(diǎn)： （ 1） 支持 VGA 和 40*30 尺寸的 CIF。 本課題設(shè)計(jì)的視頻采集器件我們擬采用 OV7670 為芯片的攝像頭 ，該芯片與攝像頭集成于一體。 在 設(shè)計(jì) 基于 ARM 的 防追尾小車 時(shí)， 考慮到要求視頻要實(shí)時(shí)顯示和實(shí)用化兩方面的具體要求，需要做出一個(gè)成像速度快、清晰、集成度高的視頻采 集系統(tǒng)，因此我們采用了一款 帶有 FIFO 的 攝像頭，這個(gè)攝像頭有自己的緩存結(jié)構(gòu)，還有一個(gè) CPLD 邏輯片機(jī)器，這些設(shè)備為設(shè)計(jì)帶來了很大的便利，其中 FIFO 因?yàn)楹蛿z像頭在一起，加快了成像的速度，對于視頻信號(hào)的采集和讀取一起進(jìn)行。 模擬式攝像頭是把采集到的視頻信號(hào)必須通過某種特定的視頻采集卡將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，并且將其進(jìn)行壓縮之后才可以傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上進(jìn)行運(yùn)用。 攝像頭 分 為兩類。近些年，隨著技術(shù)的升級(jí)，許多技術(shù)都有了很大的提升，其中圖像傳感技術(shù)對于成像的畫質(zhì)有 了 很大的提升，于此 ，攝像頭的價(jià)格也下降了很多。輔助電路主要就是用于光電信號(hào)的處理和輸出的任務(wù)。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 CMOS圖像傳感器工作原理 下面我們來介紹一下 CMOS 的工作原理，一般的 CMOS 傳感器主要是由像素單元還有輔助單路組成的，在受到外界的光照時(shí)，像素列 陣就會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，相應(yīng)的電荷就會(huì)在單元內(nèi)生成，這是我們 CPLD 邏輯單元就會(huì)選擇它需要的像素單元，選定之后的信號(hào)就會(huì)被系統(tǒng)通過總線傳送到模擬信號(hào)處，在經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)。 由于 A/D 轉(zhuǎn)換器被植入了每個(gè)像素單元，所以信號(hào)傳輸?shù)乃俣雀拥目?，成像就更加的快、清晰? （ 3）數(shù)字式像素結(jié)構(gòu) 到了 21 世紀(jì)，經(jīng)過人們的不斷研究、改善。而且內(nèi)部集成了兩個(gè)晶體管。隨著技術(shù)的發(fā)展， PPS 像素已經(jīng)不能滿足人們的需求，繼而人們就研究出了一種新的名為 APS 像素的技術(shù)。內(nèi)部用于讀取像素的部分只有兩個(gè)金屬線和一個(gè) MOS 管。 （ 1）被動(dòng)式像素結(jié)構(gòu) 被動(dòng)式像素結(jié)構(gòu)又稱為無源式 (PPS),這種傳感器是在上世紀(jì) 80 年代發(fā)明出來的。在超聲波處理之后，檢測到危險(xiǎn)距離就發(fā)出警報(bào)。用于顯示攝像頭拍攝處理之后的畫面。這 款 攝像頭成像清晰、性價(jià)比非常高 ，而且自帶緩存系統(tǒng)，這就提高了成像的速度 。 （ 2） 超聲波接收模塊 ： 這個(gè)模塊主要用于接受超聲波發(fā)出后返回的信號(hào)。 （ 3） 對一個(gè)設(shè)計(jì)來說可靠性是至關(guān)重要的。 ARM板的種類很多，有很多的輸入輸出接口，可以插上很多其他的器件。 經(jīng)過 多年 的發(fā)展， 倒車?yán)走_(dá)在 技術(shù) 上有了很大的提升和改良 ， 不管 從結(jié)構(gòu)外觀上，還是從性能上，這幾代產(chǎn)品都各有 各 特點(diǎn)，目前使用 比較多 的是數(shù)碼顯示 、 熒屏顯示和魔幻鏡倒車 雷達(dá) 3 種 。 顏色式就是用幾種顏色表示車輛在什么范圍呢，例如紅色表示在危險(xiǎn)距離內(nèi)，綠色表示安全距離。根據(jù) 顯示 設(shè)備 類 型 不同，倒車?yán)走_(dá)又可以 分類 為數(shù)字式、顏色式和蜂鳴式等三種。第二類 鉆孔式感應(yīng)器是 人工在保險(xiǎn)杠上鉆一個(gè)眼 ，然后把感應(yīng)器 放 進(jìn)去 。 鉆孔式和懸掛式等 [2]。 而視覺信號(hào)具有 觀測 范圍寬 , 價(jià)格 適中 , 符合人的 生活 習(xí)慣等優(yōu)點(diǎn) , 特別是在對 路面 檢測和 環(huán)境 識(shí)別上具有無法 取代 的優(yōu)勢 。汽車倒車?yán)走_(dá)全 名 為 “ 倒車防撞雷達(dá) ” ，能以聲音或者 更為讓人們習(xí)慣的視頻顯示 告知駕駛員周圍 環(huán)境 的情況， 減少 駕駛員 停車 和車輛 啟動(dòng) 時(shí)因 觀測周圍情況不好 所引起的困擾，并 幫助司機(jī)消 除 視線不夠?qū)?和視線 不清楚 的 缺點(diǎn) ， 讓駕駛 變得 更加的輕松愉快 。在這些是事故中，倒車時(shí)造成的原因是越來越多，因?yàn)榈管嚨臅r(shí)候我們不能把后面的路況都能看得清楚，而且駕駛者用肉眼觀測的距離和實(shí)際的距離有一定的差距，其中天氣的原因也是很大的，例如，霧天、雨天，這都導(dǎo)致了路況不好，制動(dòng)距離變短，在這些事故中，非本人駕駛和女性駕駛員是這些事故中的主要成員。 20xx 年美國通用汽車公司 研究 出第一款汽車防追尾系統(tǒng) “V2V”,但由于其功能 比較 復(fù)雜成本 又 高且需要大面積 組裝 以實(shí)現(xiàn) 它的信息交換功能 ， 所以 沒有 被 普及 ， 只有少數(shù)高端 的 汽車 擁有 了該系統(tǒng) ， 大部分 汽車由于該系統(tǒng)成 本 太貴 并沒有配備該系統(tǒng) 。我們所 熟知的醉駕引起 的 追尾主要原因就是司機(jī) 很難 對前方路況做出及時(shí) 有效 反應(yīng)。提起追尾事故 ， 許 多駕駛員都 知道 在快車道上發(fā)生的 車禍 事故所產(chǎn) 生的連鎖反應(yīng)最為 激烈 ， 因?yàn)檐囁倨毡檩^快 ，所以 萬一 有兩車追尾后 車 很可能就會(huì)牽連一串 。追尾是指同車道行駛的車輛尾隨而 駛 時(shí) ， 后車車頭與前車車尾 碰 撞的行為 [1]。同時(shí)由于 很多 措施的不到位也 給 人民 帶來了很大的 安全隱患 。 Collision。 關(guān)鍵詞 ： ARM 嵌入式控制器；追尾；防撞