引言 ??目前，我國普遍采用的倒車裝置是超聲波倒車?yán)走_(dá)，這種裝置雖能準(zhǔn)確車尾與車后障礙物的距離，但由于存在視覺盲區(qū)，司機(jī)無法判斷障礙物的確切位置，更不能感知地坑或低矮障礙物。國內(nèi)外研究趨勢是在倒車?yán)走_(dá)的基礎(chǔ)上采用數(shù)字圖像處理技術(shù)，利用強(qiáng)大的處理器，開發(fā)用于檢測車后物距和監(jiān)視車后圖像的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合的車載可視倒車裝置。這類新型裝置的價格較高，目前僅在中高檔轎車上使用。為此，提出了基于IntelPXA270硬件平臺及嵌入式WindowsCE操作系統(tǒng)的車載可視倒車裝置。 1?系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ??本文提出的可視倒車裝置硬件電路框圖如圖1所示，主要由Intel嵌入式處理器PXA270、視頻采集、超聲波測距等電路組成。兩對超聲波換能器、信號調(diào)理電路和微完成對障礙物的距離測定，并通過LIN發(fā)送至車內(nèi)主系統(tǒng)；攝像頭采集到的視頻復(fù)合信號通過同軸電纜送至視頻解碼芯片進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并產(chǎn)生YUV422格式的視頻信號輸入PXA270的快速捕捉攝像頭；主系統(tǒng)處理器利用字符疊加技術(shù)，在TFT屏上將含有障礙物距離等參數(shù)的圖像信號播放出來。 圖1 可視倒車硬件電路圖 1.1?嵌入式處理器PXA270 ??本系統(tǒng)所采用的嵌入式處理器PXA270其最高主頻達(dá)624MHz,加入了WirelessMMXTM技術(shù)，從而提升了多媒體處理能力，同時還加入了IntelSpeedStep動態(tài)技術(shù)，在保證CPU性能的情況下，最大限度地降低設(shè)備功耗；并擁有豐富的外部接口：如AC’97控制器、LCD控制器、CIF接口、SD卡接口等。 1.2?視頻采集電路 ??車內(nèi)主處理器PXA270的CIF接口只能處理，因此必須先將攝像頭采集到的模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)的視頻輸入解碼模塊使用TI公司的視頻解碼芯片TVP5150及外圍電路構(gòu)建，其主要功能是將每一路CCD攝像頭采集的標(biāo)準(zhǔn)PAL制電視模擬信號發(fā)送至視頻解碼器，完成視頻圖像的箝位及抗混疊濾波等預(yù)處理、模擬視頻信號到數(shù)字YUV4:2:2的轉(zhuǎn)換及/色度、水平/垂直同步等信號的分離。解碼芯片和PXA270通過CIF接口連接，PXA270通過I2C總線訪問TVP5150的內(nèi)部寄存器，協(xié)調(diào)處理器與解碼器之間的工作交流。 1.3?超聲波測距電路 ??測距電路主要由超聲波發(fā)射電路和接收電路組成，原理框圖如圖2所示。該模塊單片機(jī)選用Freescale公司的MC68HC908QL4,該芯片可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，內(nèi)含4kB閃速存儲器，四通道10位A/D轉(zhuǎn)換器，并集成了LIN控制器。超聲波探測車物之間的距離，并將數(shù)據(jù)經(jīng)LIN總線傳送至車內(nèi)主處理器。由于超聲波測距只在汽車倒車時為駕駛員提供車后信息，而倒車時車速較慢，與聲速相比可認(rèn)為是靜止的，因此采用脈沖測距法，只測量超聲波在測量點(diǎn)與目標(biāo)間的往返時間計算距離較簡單。 圖2 超聲波測距工作原理圖 ? ? （1）超聲波發(fā)射電路超聲波發(fā)射電路如圖3所示。當(dāng)汽車駕駛員手柄轉(zhuǎn)到倒車檔時，測距電路開始工作，發(fā)出40kHz方波信號，經(jīng)電路放大后，通過探頭發(fā)射出去，此時計數(shù)器開始計數(shù)。 圖3 超聲波發(fā)射電路圖 ? （2）超聲波接收電路超聲波接收電路如圖4所示。采用專用前置放大器CX20106,由前置放大器、限幅放大器、帶通濾波器、檢波器、積分器、整型電路組成。其中，前置放大器具有自動增益控制功能。超聲波信號在空氣中傳播遇到障礙物后發(fā)生反射，回波經(jīng)接收探頭接收并轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)條理電纜，輸入到微控制器的外部中斷口，使計數(shù)器停止計數(shù)，從而計算出障礙物的距離。 圖4 超聲波接收電路 1.4?LIN總線收發(fā)器接口 ??LIN是一種低成本的串行通訊，用于實(shí)現(xiàn)汽車中的分布式電子系統(tǒng)控制，是一種輔助的總線網(wǎng)絡(luò)，在不需要的帶寬和速度的場合可大大節(jié)省成本。LIN通訊是基于SCI異步串行的數(shù)據(jù)格式，采用單主控制器/多從設(shè)備的模式，僅使用一根12V信號總線和一個無固定時間基準(zhǔn)的節(jié)點(diǎn)同步線。TJA1020是常用的LIN主/從協(xié)議控制器和LIN總線的物理接口芯片，接口電路如圖5所示。 圖5 LIN收發(fā)器接口電路 ? 2 軟件設(shè)計 2.1?系統(tǒng)平臺的定制 ??WindowsCE是微軟專門為各種設(shè)計的一種高效、可升級的操作系統(tǒng)，廣泛用于各種嵌入式產(chǎn)品。為定制該裝置的WindowsCE操作系統(tǒng)，首先根據(jù)硬件配置，在PlatformBuilder開發(fā)環(huán)境中導(dǎo)入Intel提供的BSP板級支持包，并開發(fā)自己的OEM硬件適配層、組件。操作系統(tǒng)映像建立成功后，再將平臺傳輸?shù)侥繕?biāo)設(shè)備進(jìn)行。最后輸出軟件包，在EVC++環(huán)境中開發(fā)應(yīng)用程序，WindowsCE定制過程如圖6所示。