[发明专利]预测式驾驶辅助模拟系统

权利要求书

1.一种预测式驾驶辅助模拟系统，包括：路况模拟模块、实时采集显示前端、图像处理及预测模块和控制模拟终端，其特征在于： 路况模拟模块利用安装在实际车辆上的光学摄像头采集并存储实时路况的数据；实时采集显示前端通过编写摄像头配置程序控制COMS摄像头，采集路况模拟模块正在播放的模拟路况数据，分两个时钟返回RGB565格式的像素数据，选取每种颜色的高四位作为VGA接口的输出图像数据，将高五位转换为灰度图像存入带有现场可编程门阵列FPGA芯片的开发板内存中进行下一步处理；图像处理及预测模块在FPGA中对存入的灰度图像进行预处理并进行常规路况物体匹配，根据匹配结果输出常规驾驶提示信号，同时选取多帧图像进行差分处理，利用目标大小、多目标间距离和运动速度设置阈值，将动目标与背景分离，再利用嵌入的nios软核中多核处理控制程序采用多核并行的方式来进行多路并行调用行为预测算法模块，行为预测算法模块根据提取出的威胁目标的多个连续位置进行曲线拟合，生成的预测轨迹曲线与原始图像像素叠加通过VGA输出图像数据，同时根据预测轨迹曲线与外部行为库的行为模式，对多个威胁目标的行为进行行为库匹配，匹配成功后根据匹配结果输出对应的提示信号并存储目标状态，对目标的多个位置进行曲线拟合并模拟出未来运动轨迹，并在VGA上输出叠加后的图像，对满足同一种预测过程保持门限时间的要求，然后根据匹配结果输出对应的预测提示信号；控制模拟终端根据之前各类提示信号的优先顺序，输出对应的语音提示音，并控制模型车电压变化方波的占空比，从而控制舵机来转换方向或控制电机来控制速度，达到模拟驾驶的作用。

2.如权利要求1所述的预测式驾驶辅助模拟系统，其特征在于：路况模拟模块硬件包括，连接光学摄像头的单片机控制板，以及播放用的VGA显示屏，单片机控制板携带有单片机芯片、存储模块和VGA接口，在单片机芯片中，根据摄像头控制协议编写摄像头配置模块。

3.如权利要求1所述的预测式驾驶辅助模拟系统，其特征在于：实时采集显示前端包含了连接摄像头配置模块的输入COMS摄像头、携带有2个内存模块、时钟控制电路模块和数据交互接口的FPGA控制板，摄像头配置模块是在FPGA芯片中根据COMS摄像头控制协议文件编写的软件程序模块。

4.如权利要求1所述的预测式驾驶辅助模拟系统，其特征在于：图像处理及预测模块包含携带有行为库存储模块、多个内存模块、VGA输出接口、提示信号输出接口和时钟控制模块以及FPGA芯片的FPGA开发板，FPGA芯片中包含软件编写的常规行进匹配算法模块、威胁目标提取算法模块和Nios软核，Nios软核中包含软件编写的满足OpenCL标准的多核处理控制程序和行为预测算法模块。

5.如权利要求4所述的预测式驾驶辅助模拟系统，其特征在于：常规行进匹配算法模块将获取的图像与事先存储的物体或行进标志图像进行相似度匹配，匹配上后与行为库进行行为匹配，输出对应的指示信号。

6.如权利要求4所述的预测式驾驶辅助模拟系统，其特征在于：威胁目标提取算法模块将多帧图像做差并二值化处理后，提取出与常规环境有巨大区别的目标区域，对目标区域采用滑动滤波的方式去除杂点，根据门限值，保留至多3个威胁目标，以有色框的方式圈定最终威胁目标区域，有色框与原始帧图像像素叠加后输出图像数据。