基于嵌入式Linux的倒車影音系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：采用S3C2440微處理器為控制芯片，基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種安全可視化倒車系統(tǒng)。通過嵌入式Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核驅(qū)動(dòng)USB攝像頭實(shí)時(shí)地監(jiān)控車后狀況，通過超聲波測(cè)距結(jié)果與閾值的比較來啟動(dòng)語(yǔ)音報(bào)警模塊以提醒駕駛員注意。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，采集的視頻圖像清楚且實(shí)時(shí)性高，能夠滿足可視化倒車的要求。
關(guān)鍵詞：S3C2440；視頻圖像采集；超聲波測(cè)距；語(yǔ)音報(bào)警

引言
電子信息與數(shù)字圖像處理技術(shù)目前已被廣泛地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，車載系統(tǒng)的信息化已成為現(xiàn)代汽車業(yè)的重要標(biāo)志?，F(xiàn)在的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)可以為駕駛者提供許多幫助，多數(shù)采用超聲波測(cè)距技術(shù)，可以直接顯示出車尾與障礙物之間的距離。但由于超聲波的散射特性，如果地面有尖銳的突起或存在橫在半空的棱角狀物體，系統(tǒng)就不能有效地“察覺”。假如能為現(xiàn)有的倒車系統(tǒng)增加一個(gè)可視功能，那么駕駛員在倒車時(shí)不必回頭就可清楚車后的情況。本文設(shè)計(jì)了一種可視化安全倒車系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核驅(qū)動(dòng)USB攝像頭實(shí)現(xiàn)車后狀況實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過判斷超聲波測(cè)距是否達(dá)到閾值來啟動(dòng)語(yǔ)音報(bào)警功能。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
如圖1所示，系統(tǒng)由主控模塊、超聲波收發(fā)模塊、USB攝像頭圖像采集模塊、語(yǔ)音報(bào)警模塊與LCD顯示模塊等。主控模塊采用三星公司基于ARM9內(nèi)核的S3C2440微處理器，主頻最高可達(dá)533 MHz，處理速度快。采用軟件編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)其外圍電路的控制，并提供外圍電路所需的各種信號(hào)，簡(jiǎn)化了外圍電路的設(shè)計(jì)難度。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2．1 主控模塊
以S3C2440為核心的主控模塊硬件平臺(tái)的組成如圖2所示。

2．2 超聲波發(fā)射電路
超聲波發(fā)射電路原理圖如圖3所示。發(fā)射電路主要由反相器74LS04和超聲波發(fā)射換能器T1構(gòu)成，使用CPU內(nèi)部的PWM定時(shí)計(jì)數(shù)器輸出的40 kHz方波信號(hào)。

一路經(jīng)一級(jí)反相器(U1C與U1E并聯(lián)組成一級(jí))后送到超聲波換能器的一個(gè)電極(T1的1腳)；另一路經(jīng)兩級(jí)反相器(U1D為第一級(jí)，U1B和U1A組成第二級(jí))后送到超聲波換能器的另一個(gè)電極( T1的2腳 )。用這種推換形式將方波信號(hào)加到超聲波換能器的兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。輸出端采兩個(gè)反相器并聯(lián)，以提高驅(qū)動(dòng)能力。上位電阻R1、R2一方面可以提高反相器74LS04輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力，另一方面可以增強(qiáng)超聲波換能器的阻尼效果。