Симуляционное моделирование работы программируемого ядра
Все перации обработки изображений реализованы с помощью пакета программирования QuartusII. Часть блоков была написана при помощи текстового ввода на языкеVHDL, часть при помощи схемного редактора. Отдельные блоки производят вычисление координат соответствующих точек, описывают машину состояний и соединение двух блоков.
Результат компиляции программы приведен на рисунке 32. Из приведенных в итоговом окне компиляции проекта данных следует, что программа выполнена на базе FPGAAlteraсемействаCycloneIII. Реализованный алгоритм использует 3957 логических элементов из 12060 доступных, или 32%. Число задействованных выводных ног равно 166 из 173 доступных. Количество используемой внутренней памяти равно 59% или 142848 элементов из 239616 доступных.
Рисунок 31 Окно компиляции проекта
На данный момент система прошла альфа-тестирование на изображениях, содержащих черные и белые полосы. Полученный результат полностью соответствует ожиданиям. Производится дальнейшее тестирование на изображениях и потоках изображений, с которыми работает макетный образец системы.
Симуляционное моделирование алгоритмов направленного движения
Алгоритм является адаптивным к неравномерной засветке наблюдаемого пространства и изменениям освещенности. Помимо детектирования движения также производится выделение контуров наблюдаемых объектов.
В силу существенной параллельности расчетов алгоритм разработан для реализации на уровне аппаратуры.
На рисунке 33 приведены примеры выделения движущихся объектов, расчет проводился на компьютерной модели.
Рисунок 32 Примеры выделения движущихся объектов
Здесь слева направо: исходный кадр, выход с первого уровня, выход со второго уровня обработки.
Аппаратная реализация данной модели позволит существенно повысить разрешение обрабатываемого изображения, доступное для расчетов в реальном времени, повысить адаптивность системы к изменяющимся внешним условиям, улучшить качество выходного изображения.
Макетная печатная плата
Макетный образец включает в себя две видеокамеры на базе матриц OV5610 и два ультразвуковых сонара, установленные на налобном козырьке. В систему обработки изображения входит плата видеозахвата с возможностью передачи информации в компьютер по каналуUSB. Внешний вид оборудования показан на рисунке 34.
Рисунок 33 Внешний вид используемых видеокамер и платы
Известно, что посредством слуха человек не может воспринимать такой же объем информации, как через зрение. Поэтому модуль предупреждения выдает информацию только о том, что в наблюдаемой сцене является наиболее существенным или опасным.
В случае появления быстро движущихся объектов, очевидно, система может не успеть предупредить человека о них посредством звукового сообщения. Поэтому о таких объектах она сообщает пользователю не речью, а условными тональными сигналами.
В макетном образце системы в качестве синтезатора речи использовалось программное обеспечение Lernout&HauspieиDigalo. Выдача речевой информации осуществлялась через звуковоспроизводящее устройство персонального компьютера.
Ультразвуковой канал включает в себя излучающий и приемный сонары, также расположенные в налобном устройстве. Сонары предоставлены фирмой "Балтийский инженерный центр-техносенсор". На данный момент происходит тестирование сонаров в составе прибора и утверждение их рабочих характеристик: дальность – 3 метра, точность – 5% от дальности.