针对人为因素造成交通事故频发的问题,提出一种基于FPGA的智能小车设计方案,设计了颜色处理模块、图像压缩模块与SoPC模块,可实现红绿灯识别,并在SoPC中嵌入代码实现中心定位、控制小车沿道路正确轨迹行驶,实现自动驾驶。智能小车系统由摄像头、FPGA、存储器、视频显示、直流电机及驱动器模块组成,FPGA(Altera Cyclone IV)实现摄像头图像实时采集处理、红绿灯判断、图像压缩与中心定位、直流电机PWM生成。
颜色处理模块:将YUV图像转为RGB,比较每像素RGB分量差值是否满足阈值判断颜色,帧末根据识别到的颜色数量判断是否遇到交通灯及其颜色。图像压缩模块:对灰度图像做Sobel边缘提取获得二值化图像并存SDRAM,再将640×480二值化图像压缩为80×60像素以提高系统效率。SoPC模块在FPGA中嵌入Nios II处理器,读取压缩图像数据与红绿灯信息,完成中心定位并控制直流电机行驶;时钟100MHz,含PIO、UART、存储器等外设。测试表明:颜色处理能有效识别交通灯,Sobel边缘提取效果好,图像压缩后轮廓清晰,中心定位能分析道路信息定位中心轨迹,小车在直道稳定行驶、弯道与直角弯平滑拐弯。该方案实时性与稳定性高,是一种实用、安全的自动驾驶解决方案。










