基于S3C2410的輔助倒車數(shù)字圖象系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　4、測(cè)距報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)

　　為提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，增加測(cè)距報(bào)警功能，可視倒車功能啟動(dòng)后，采用超聲波測(cè)距模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車后方的障礙物的實(shí)時(shí)測(cè)距并使用語(yǔ)音合成模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)障礙物距車身過(guò)近的語(yǔ)音報(bào)警。

　　4.1 超聲波測(cè)距模塊

　　超聲波測(cè)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3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)。超聲波探測(cè)車物之間的距離,并將數(shù)據(jù)傳送至車內(nèi)主處理器進(jìn)行處理。

由于超聲波測(cè)距只在汽車倒車時(shí)為駕駛員提供車后信息,而倒車時(shí)車速較慢,與聲速相比可認(rèn)為是靜止的,因此采用渡越時(shí)間法來(lái)測(cè)距，即超聲波發(fā)射器不斷發(fā)射超聲波，遇到障礙物后反射回來(lái)，超聲波接受器接受到反射波信號(hào)并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，測(cè)出從發(fā)射超聲波到接受到反射波的時(shí)間差即可求出距離s。

式中，s為所測(cè)距離；c為超聲波聲速；t為發(fā)射超聲波到接受反射波的時(shí)間差。

　　4.2 超聲波測(cè)距軟件設(shè)計(jì)

　　超聲波測(cè)距軟件主要包括測(cè)距及數(shù)據(jù)發(fā)送,其流程圖如圖4所示。

4.3 語(yǔ)音合成模塊

　　本系統(tǒng)采用語(yǔ)音合成芯片XF-3011，與S3C2410通過(guò)串口進(jìn)行通信，s3c2410與語(yǔ)音合成芯片XF-3011通信時(shí)，發(fā)送給XF- 3011的所有命令和數(shù)據(jù)都需要用“幀”方式進(jìn)行封裝后，再通過(guò)串口發(fā)送到芯片，幀的最大度為204字節(jié)(包括幀頭標(biāo)記字節(jié))。具體的幀格式如表1所示。

表1 語(yǔ)音合成芯片通信傳輸數(shù)據(jù)幀格式

XF-3011收到控制命令后。當(dāng)XF-3011收到一幀正確的命令幀后會(huì)立即反饋“0x41”。如果是語(yǔ)音合成命令，那么開(kāi)始合成所接收的文本數(shù)據(jù)，所有文本合成完畢之后，向上位機(jī)反饋“0x4F”，然后進(jìn)行語(yǔ)音播放。

　　4.4 語(yǔ)音合成模塊流程圖

　　當(dāng)測(cè)距模塊所測(cè)距離大小超過(guò)系統(tǒng)設(shè)定的安全距離時(shí)，主處理器發(fā)送控制命令給XF-3011，啟動(dòng)語(yǔ)音合成功能提醒駕駛員注意。

5、人機(jī)交互界面模塊的實(shí)現(xiàn)

　　本系統(tǒng)采用Qtopia嵌入式桌面環(huán)境，用戶不僅可以方便的管理系統(tǒng)資源和程序，而且能在幀緩沖機(jī)制基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)程序的屏幕顯示，達(dá)到與用戶的友好交互。

　　5.1 圖形界面系統(tǒng)的建立

　　本系統(tǒng)使用的是基于Qt/Embedded的圖形界面系統(tǒng)，Qt/Embedded的編譯主要分為三個(gè)步驟：

① 編譯Qt/X11，Qt/X11是運(yùn)行在IBM兼容PC中標(biāo)準(zhǔn)Linux之上的，它主要為Qt/Embedded及其應(yīng)用程序提供圖形編譯環(huán)境及仿真運(yùn)行環(huán)境；
② 編譯Qt/Embedded，Qt/Embedded為在嵌入式Linux平臺(tái)上運(yùn)行的圖形界面系統(tǒng)及應(yīng)用程序提供一系列的函數(shù)庫(kù)；
③ 編譯Qtopia，通過(guò)使用Qt/X11提供的編譯工具以及Qt/Embedded提供的函數(shù)庫(kù)，編譯出最終基于嵌入式Linux平臺(tái)的圖形界面系統(tǒng)及該環(huán)境下的應(yīng)用程序。

　　5.2 擴(kuò)展可視倒車程序

　　Qtopia圖形桌面環(huán)境為在qtopia平臺(tái)上擴(kuò)展應(yīng)用程序提供了一個(gè)良好的機(jī)制，把應(yīng)用程序發(fā)布到qtopia平臺(tái)上，需要有三個(gè)文件：一個(gè)執(zhí)行文件、一個(gè)啟動(dòng)器文件和一個(gè)圖標(biāo)文件，在這里可視倒車程序可執(zhí)行文件就是這個(gè)執(zhí)行文件取名為car，圖標(biāo)文件是一個(gè).Png文件，我們可以自己制作一個(gè)car.png，啟動(dòng)器文件是一個(gè).desktop文件，可以參考qtopia已有的.desktop為例，創(chuàng)建一個(gè)car.desktop，具體內(nèi)容如下:

[Desktop Entry]
comment=A car program
Exec=car
Icon=car
Type=Application
Name=car

完成以上內(nèi)容后，把這三個(gè)文件分別復(fù)制到qtopia相應(yīng)的目錄中。圖標(biāo)文件Car.png復(fù)制到qtopia目錄下的pics目錄，執(zhí)行文件car復(fù)制到qtopia目錄下的bin目錄，啟動(dòng)器文件car.desktop復(fù)制到qtopia目錄中apps/Applications 下，拷貝完成后，重新啟動(dòng)qtopia，點(diǎn)擊其界面上出現(xiàn)可視倒車功能圖標(biāo)，可視倒車功能啟動(dòng)，結(jié)果顯示如圖6所示。

6、結(jié)論

　　本文介紹了一種基于S3C2410的輔助倒車系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于系統(tǒng)采用了高性能、低功耗的嵌入式微處理器s3c2410及可視倒車與測(cè)距報(bào)警功能的結(jié)合運(yùn)用，系統(tǒng)攝像頭實(shí)際捕捉到的視頻信號(hào)能很夠很好的顯示在LCD上并滿足汽車倒車實(shí)時(shí)測(cè)距的性能要求，克服了后試鏡小,視野窄的缺點(diǎn),消除了盲目倒車造成的事故隱患，大大提高了汽車倒車的安全效率。經(jīng)實(shí)驗(yàn)調(diào)試，該輔助倒車系統(tǒng)能運(yùn)行良好，操作方便，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。