基于嵌入式Linux的倒車(chē)影音系統設計

摘要：采用S3C2440微處理器為控制芯片，基于嵌入式Linux操作系統設計了一種安全可視化倒車(chē)系統。通過(guò)嵌入式Linux操作系統內核驅動(dòng)USB攝像頭實(shí)時(shí)地監控車(chē)后狀況，通過(guò)超聲波測距結果與閾值的比較來(lái)啟動(dòng)語(yǔ)音報警模塊以提醒駕駛員注意。經(jīng)實(shí)驗驗證，該系統運行穩定，采集的視頻圖像清楚且實(shí)時(shí)性高，能夠滿(mǎn)足可視化倒車(chē)的要求。
關(guān)鍵詞：S3C2440；視頻圖像采集；超聲波測距；語(yǔ)音報警

引言
電子信息與數字圖像處理技術(shù)目前已被廣泛地應用在各個(gè)領(lǐng)域，車(chē)載系統的信息化已成為現代汽車(chē)業(yè)的重要標志?，F在的倒車(chē)雷達系統可以為駕駛者提供許多幫助，多數采用超聲波測距技術(shù)，可以直接顯示出車(chē)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，系統就不能有效地“察覺(jué)”。假如能為現有的倒車(chē)系統增加一個(gè)可視功能，那么駕駛員在倒車(chē)時(shí)不必回頭就可清楚車(chē)后的情況。本文設計了一種可視化安全倒車(chē)系統，該系統采用嵌入式Linux操作系統內核驅動(dòng)USB攝像頭實(shí)現車(chē)后狀況實(shí)時(shí)監控，通過(guò)判斷超聲波測距是否達到閾值來(lái)啟動(dòng)語(yǔ)音報警功能。

1 系統方案設計
如圖1所示，系統由主控模塊、超聲波收發(fā)模塊、USB攝像頭圖像采集模塊、語(yǔ)音報警模塊與LCD顯示模塊等。主控模塊采用三星公司基于A(yíng)RM9內核的S3C2440微處理器，主頻最高可達533 MHz，處理速度快。采用軟件編程技術(shù)實(shí)現對其外圍電路的控制，并提供外圍電路所需的各種信號，簡(jiǎn)化了外圍電路的設計難度。

2 系統硬件設計
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構成，使用CPU內部的PWM定時(shí)計數器輸出的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(gè)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(gè)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(gè)反相器并聯(lián)，以提高驅動(dòng)能力。上位電阻R1、R2一方面可以提高反相器74LS04輸出高電平的驅動(dòng)能力，另一方面可以增強超聲波換能器的阻尼效果。