基于雙目視覺的障礙物檢測(cè)算法研究及硬件設(shè)計(jì).pdf

1、雙目立體視覺系統(tǒng)在近些年來取得長(zhǎng)足的發(fā)展，并在智能汽車等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。視覺圖像技術(shù)在不斷發(fā)展的過程中，精度不斷提高的同時(shí)處理的數(shù)據(jù)也越來越大，這極大限制了算法在實(shí)際中應(yīng)用中的實(shí)時(shí)性。基于雙目的障礙物檢測(cè)是立體視覺中關(guān)鍵性技術(shù)，滿足實(shí)時(shí)性的實(shí)現(xiàn)該算法可以有效提高效率。本文在研究了基于雙目視覺障礙物檢測(cè)的算法的基礎(chǔ)上，通過對(duì)算法進(jìn)行硬件電路模塊化設(shè)計(jì)，采用并行處理解決處理速度問題。
　　本文研究的重點(diǎn)集中在基于雙目視覺的實(shí)時(shí)立體成像的

2、算法研究及硬件設(shè)計(jì)。在深入研究雙目視覺算法后，提出了障礙物檢測(cè)算法并對(duì)此進(jìn)行模塊化的硬件設(shè)計(jì)方案。本文將算法的硬件設(shè)計(jì)其劃分為高斯濾波、梯度變換、census代價(jià)計(jì)算、SGM半全局匹配及邊緣檢測(cè)等模塊。算法中大量的濾波及緩存計(jì)算，這些算法復(fù)雜程度高，需要大量的緩存數(shù)據(jù)及計(jì)算，所以利用并行計(jì)算解決實(shí)時(shí)性問題。在census代價(jià)計(jì)算中，通過改進(jìn)代價(jià)計(jì)算中對(duì)象增加計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，使結(jié)果更能代表匹配像素點(diǎn)的鄰域信息。傳統(tǒng)的匹配算法在硬件加速中

3、只能將利用到鄰域內(nèi)的圖像灰度值，本算法中SGM半全局匹配模塊以多個(gè)一維方向的動(dòng)態(tài)規(guī)劃進(jìn)行匹配，增加了對(duì)光線不一致等情況的魯棒性。
　　采用Verilog HDL語(yǔ)言對(duì)立體匹配的各個(gè)模塊進(jìn)行RTL描述，使用matlab對(duì)算法進(jìn)行功能驗(yàn)證，并采用ISE內(nèi)的工具對(duì)硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。最后使用ISE對(duì)立體匹配的RTL代碼進(jìn)行綜合，結(jié)果表明，在占用資源可接受的情況下，立體匹配的工作頻率最大可達(dá)28.817MHz，完全滿足圖像處理的實(shí)時(shí)性要