基于嵌入式Linux的倒車影音系統(tǒng)設(shè)計

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USB攝像頭實時地監(jiān)控車后狀況，通過超聲波測距結(jié)果與閾值的比較來啟動語音報警模塊以提醒駕駛員注意。經(jīng)實驗驗證，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，采集的視頻圖像清楚且實時性高，能夠滿足可視化倒車的要求。
關(guān)鍵詞：S3C2440；視頻圖像采集；超聲波測距；語音報警

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)增加一個可視功能，那么駕駛員在倒車時不必回頭就可清楚車后的情況。本文設(shè)計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USB攝像頭實現(xiàn)車后狀況實時監(jiān)控，通過判斷超聲波測距是否達(dá)到閾值來啟動語音報警功能。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計
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、語音報警模塊與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)實現(xiàn)對其外圍電路的控制，并提供外圍電路所需的各種信號，簡化了外圍電路的設(shè)計難度。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
2．1 主控模塊
以S3C2440為核心的主控模塊硬件平臺的組成如圖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定時計數(shù)器輸出的40 kHz方波信號。

一路經(jīng)一級反相器(U1C與U1E并聯(lián)組成一級)后送到超聲波換能器的一個電極(T1的1腳)；另一路經(jīng)兩級反相器(U1D為第一級，U1B和U1A組成第二級)后送到超聲波換能器的另一個電極( T1的2腳 )。用這種推換形式將方波信號加到超聲波換能器的兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強度。輸出端采兩個反相器并聯(lián)，以提高驅(qū)動能力。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)動能力，另一方面可以增強超聲波換能器的阻尼效果。