基于SOPC 技能的車輛電子后視鏡系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1. 2.2 主要功能模塊的設(shè)計(jì)

　　2. 2.2.1 圖像采集及轉(zhuǎn)換電路

　　圖像采集及轉(zhuǎn)換電路的框圖如圖2所示。圖像傳感器OV6620 輸出的YCrCb4:2:2 格式的數(shù)據(jù)經(jīng)解交織電路轉(zhuǎn)換為YCrCb4:4:4 格式數(shù)據(jù)，送給色彩空間轉(zhuǎn)換電路完成數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，然后存入緩沖RAM中。下面重點(diǎn)介紹色彩空間轉(zhuǎn)換電路。

　　圖像傳感器ov6620輸出的是YCrCb4:2:2 格式的數(shù)據(jù)，而設(shè)計(jì)中所使用的lcd屏要求輸入RGB888格式的數(shù)據(jù)，因此需要色彩空間轉(zhuǎn)換電路完成這種轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換公式如式（1）所示。

　　轉(zhuǎn)換結(jié)果中的RGB都是8位無(wú)符號(hào)數(shù)，取值范圍為0～255， 因此運(yùn)算結(jié)果為負(fù)數(shù)的取0； 運(yùn)算結(jié)果超過255 的取255。這樣會(huì)引入誤差，但對(duì)圖像的顯示影響并不大。利用VerilogHDL 完成該電路的設(shè)計(jì)， YCrCb取值分別為197 、 92、232 時(shí)， GRB輸出（有延時(shí)）分別為186 、146 、255， 與根據(jù)（1） 式計(jì)算的結(jié)果一致。

　　2.2.2 超聲波發(fā)射及接收部分

　　超聲波測(cè)距中如果使用較高頻率的超聲波，則會(huì)因空氣吸收較大而較快衰減，因此測(cè)量距離較短。比如采用40kHz 的超聲波，測(cè)距范圍一般不超過5m。由于空氣對(duì)超聲波的吸收與超聲波頻率的平方成正比，因此降低超聲波的頻率能增大測(cè)距范圍。但是如果頻率太低, 測(cè)距的絕對(duì)誤差較大[4]。為了兼顧測(cè)距范圍和精度，設(shè)計(jì)中采用40kHz 和25kHz 兩種超聲波測(cè)距。測(cè)量原理是：先輸出10個(gè)40kHz 的超聲波脈沖，再輸出8個(gè)25kHz 的超聲波脈沖，由于高頻超聲波先發(fā)出，對(duì)于同一目標(biāo)，其回波先到達(dá) CPU， 因此對(duì)于近距離的目標(biāo)，首先用高頻超聲波探測(cè)，測(cè)量絕對(duì)誤差較小；對(duì)于遠(yuǎn)處的目標(biāo), 由于高頻超聲波被空氣吸收而大幅衰減, 所以回波只有低頻超聲波，此時(shí)測(cè)量絕對(duì)誤差稍大，但因測(cè)距范圍大因此仍可接受。接收到的超聲波信號(hào)經(jīng)放大、比較等處理后送給NiosII 的PIO 口，使PIO口產(chǎn)生中斷，通過執(zhí)行中斷服務(wù)程序獲取超聲波傳播時(shí)間，再根據(jù)測(cè)得的環(huán)境溫度計(jì)算出障礙物的距離，由連續(xù)兩次測(cè)量情況計(jì)算出相對(duì)速度。這里僅給出25kHz 超聲波發(fā)射和接收電路，如圖3所示。