2．2 汽車傳感器采集板設(shè)計
汽車傳感器信號采集板采用AD公司的加速度傳感器ADXL202AQC，用于對汽車的X／Y方向加速度、傾角以及震動值進(jìn)行測量，傳感器采集系統(tǒng)框圖如圖3所示。ADXL202AQC采用MEMS工藝制作，是一種低價格、低功耗、單芯片集成雙軸加速度傳感器，3～5．25V單電源供電，工作電流小于6mA，可以測量0～5kHz、±2g范圍內(nèi)的動態(tài)或靜態(tài)加速度，60Hz時分辨率為2mg，可以數(shù)字、模擬信號形式輸出。

ADXL202AQC采集雙軸加速度值，通過Xout、Yout輸出數(shù)字量，以和加速度值對應(yīng)的不同占空比方波輸出，將這兩路數(shù)字信號通過PIO口采集入SOPC系統(tǒng)，通過Timer X、Timer Y定時器計算出精確的加速度值，NiosII Corel對兩個加速度值和重力加速度值確定三維空間的加速度傾角值。
同時通過Xfilt、Yfilt輸出加速度的模擬信號量，通過帶通濾波器將信號范圍控制在10～200Hz，微小的震動量可以通過，經(jīng)放大、ADC轉(zhuǎn)換通過PIO口采集入SOPC系統(tǒng)，處理器對這些值進(jìn)行計算，得到震動幅值。
2．3 圖像的采集、處理與壓縮
系統(tǒng)的圖像采集用Terasic公司的TRDB-D5M攝像頭，實(shí)際像素2592H×1944V，顏色陣列為RGB(紅綠藍(lán))模式，最大數(shù)據(jù)傳送速度為96MHz時鐘下96Mb／s，VGA(640×480)輸出幀率可達(dá)70f／s，內(nèi)置12位ADC轉(zhuǎn)換器，3．3V單電源供電，I／O口電壓范圍1．7～3．1v。完全滿足系統(tǒng)要求，系統(tǒng)將攝像頭采集的信號經(jīng)過Soble算子邊緣檢測預(yù)處理，同時通過VGA口實(shí)時監(jiān)控，然后將圖像數(shù)據(jù)送Nios IICore2進(jìn)行運(yùn)動目標(biāo)檢測，當(dāng)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)檢測到運(yùn)動目標(biāo)后，對圖像進(jìn)行JPEG壓縮便于GPRS的數(shù)據(jù)發(fā)送。下面對各模塊加以介紹。
2．3．1 Sobel算子邊緣檢測預(yù)處理
圖像邊緣往往攜帶一幅圖像的大部分信息，是圖像最基本的特征之一。圖像邊緣檢測是圖像處理、圖像分析、模式識別以及計算機(jī)視覺的基本步驟，其結(jié)果的正確性和可靠性將直接影響到機(jī)器視覺系統(tǒng)對客觀事物的理解。本系統(tǒng)采用經(jīng)典的Sobel算子邊緣檢測算法，將圖像像素的左右、上下領(lǐng)域的灰度加權(quán)，根據(jù)在邊緣點(diǎn)處達(dá)到極值這一原理進(jìn)行邊緣檢測。該算法處理的數(shù)據(jù)量大，通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)將比較慢，無法滿足實(shí)時性要求，本系統(tǒng)用Verilog設(shè)計硬件模塊實(shí)現(xiàn)該功能。將CMOS攝像頭采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理，其邊緣檢測結(jié)果送VGA實(shí)時監(jiān)控(如圖4所示)，同時圖像數(shù)據(jù)交NiosⅡCore2進(jìn)行計算。設(shè)計中需要3×3的像素塊和大量乘加運(yùn)算，這里用到Altem公司的Megafuncation)庫，如ALTSHIFT_TABS移位寄存器對三行像素進(jìn)行緩沖，然后將各條緩沖線送入ALTMULT ADD乘加塊。