本發(fā)明涉及視頻梯形校正，具體為一種基于fpga的視頻梯形校正系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著科學技術的進步及經濟社會的發(fā)展，汽車已經逐漸成為越來越多家庭出行的代步工具之一，汽車由多個零部件組裝而成，為了便于汽車在夜間或光線較暗的環(huán)境下安全行駛，汽車均配置有車燈。隨著汽車保有量的增加，行車安全問題受到了社會各界越來越多的關注。而通過改善汽車照明系統(tǒng)的照明情況來提高夜間行車安全也逐漸受到人們的重視。伴隨車燈發(fā)展和與行人交互需求的提高，現(xiàn)在市場上一種基于micro-led微型發(fā)光二極管顯示技術的投影大燈被廣泛使用。但由于車燈投影與地面不是成90度的垂直關系，從而導致投影圖像存在梯形失真，導致圖像產生扭曲，使正方向的圖像看起來是梯形而不是正方形。市面上大多數(shù)的投影大燈投射于路面上時，由于路面坡度以及路面平整度不同等原因會導致投射于地面的圖片或者視頻校正效果一般且畫面噪音較多，嚴重影響了與行人之間的信息交互效果。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于fpga的視頻梯形校正系統(tǒng)，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、一種基于fpga的視頻梯形校正系統(tǒng)，視頻梯形校正系統(tǒng)包括圖像傳輸模塊、道路參數(shù)模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、梯形校正模塊和車燈調整模塊；

4、圖像傳輸模塊用于上傳原始圖像，并將原始圖像通過微控制mcu單元傳輸?shù)綀D像處理fpga單元；

5、道路參數(shù)模塊用于獲取道路參數(shù)，并將道路參數(shù)通過微控制mcu單元傳輸?shù)綀D像處理fpga單元；

6、數(shù)據(jù)存儲模塊用于獲取原始圖像中的圖像數(shù)據(jù)，并通過存儲單元對原始圖像中的圖像數(shù)據(jù)進行存儲；

7、梯形校正模塊用于建立梯形校正算法模型，梯形校正算法模型包括坐標的空間變換和像素的插值運算，通過梯形校正算法模型將圖像數(shù)據(jù)進行修正，并將修正后的圖像數(shù)據(jù)傳輸給micro-led模組；

8、車燈調整模塊用于根據(jù)周圍的移動對象距離車身的距離和移動對象的移動速度，調整led燈的閃爍時間以及閃爍頻率。

9、進一步的，道路參數(shù)模塊包括水平路面光束單元、路面坡度單元和坡度邊長單元；

10、水平路面光束單元用于將大燈在水平路面上進行投影，投影出來的圖像中處于最上方位置對應的光束視為最上方光束，處于最下方位置對應的光束視為最下方光束；在大燈位置安裝激光雷達，以激光雷達所處位置為起點，沿著最上方光束和最下方光束的方向發(fā)射激光束，分別作為最上方激光束和最下方激光束，并且激光雷達接收到最上方激光束和最下方激光束所用時間分別為tlet和tleb；將激光雷達垂直于水平路面的方向作為基準垂直方向，將最上方激光束和基準垂直方向之間的夾角設為γt，最下方激光束和基準垂直方向之間的夾角設為γb。

11、進一步的，若車輛在坡度為αg的坡路上，路面坡度單元用于接收最上方激光束和最下方激光束，接收到最上方激光束和最下方激光束所用時間分別為tslt和tslb，若tslt<tlet且tslb>tleb，車輛處于上坡路段，坡度若tslt>tlet且tslb<tleb，車輛處于下坡路段，坡度其中，0<αg≤90。

12、進一步的，坡度邊長單元用于獲取在水平路面上投影出的梯形圖像，梯形圖像的上邊長為下邊長為若在有坡度的路面上，獲取路面坡度為αg，將在有坡度的路面上投影出的梯形圖像的上邊長設為下邊長設為則其中，ka和kb分別為梯形圖像的上邊長和下邊長相關系數(shù)，當上坡時存在且當下坡時存在且

13、進一步的，梯形校正模塊包括坐標空間變換單元和像素插值運算單元；

14、坐標空間變換單元用于將原始圖像作為圖a，將投影出來的真實圖像作為圖b，將補償梯形失真計算出的補償圖像作為圖c；以圖c中梯形圖像下邊與左邊的交點為原點，圖像下邊向右方向為橫軸，與橫軸垂直向上方向為縱軸建立坐標系；其中，圖c中梯形圖像的像素點(x,y)對應的圖a中圖像的像素點(x,y)，將圖b中梯形圖像的上下兩邊中最長的邊記為smax、最短的邊記為smin，圖b中梯形圖像的高為h，得到空間變換公式為：

15、

16、其中，y為圖a中的像素點縱坐標，x為圖a中的像素點橫坐標，y為圖c中的像素點縱坐標，x為圖c中的像素點橫坐標，其中，smin<smax。

17、進一步的，像素插值運算單元用于根據(jù)補償圖像圖c所需的像素點f(p,q)，獲取距離像素點f(p,q)最近的四個像素點f(p0,q0),f(p1,q1),f(p0,q1),f(p1,q0)的rgb值，其中，的四個像素點形成的圖像為一個矩形，并且像素點f(p,q)在矩形之內；根據(jù)最近的四個像素點的rgb值，先在橫坐標方向上進行兩次線性插值，得到像素點f(p,q0)和(p,q1)的rgb值,其中，像素點f(p,q0)為通過f(p0,q0)和f(p1,q0)得到的，像素點f(p,q1)為通過f(p0,q1)和f(p1,q1)得到的，并且像素點f(p,q0)、f(p,q1)和f(p,q)的橫坐標相同，再在縱坐標方向上進行一次線性插值，進而得到補償圖像圖c所需的像素點f(p,q)的rgb值。

18、進一步的，車燈調整模塊包括中心點單元、移動對象標記單元和閃爍頻率單元；

19、中心點單元用于將車輛的第一安全距離閾值設為s1，以車輛周身邊緣往外s1米的范圍作為第一距離范圍，將車輛第二安全距離閾值設為s2，以車輛周身邊緣往外s2米的范圍作為第二距離范圍，并對車輛的四個車身拐角處進行標記，得到四個標記拐角點，將對角的標記拐角點連線，得到車輛中心點pcen，s1>s2。

20、進一步的，移動對象標記單元用于判斷若移動對象進入第一距離范圍內，將移動對象剛進入第一距離范圍時的位置標記為p1，并求取位置p1與車身各標記點所形成的能覆蓋全車的最大范圍，將最大范圍作為危險范圍，并獲取此時的移動對象方向，若移動對象的移動方向指向危險范圍，對移動對象進行標記；若進行標記的移動對象的移動速度大于等于第一速度閾值，車輛車燈開始亮。

21、進一步的，閃爍頻率單元用于判斷若進行標記的移動對象的移動速度小于第一速度閾值，對移動對象進行跟蹤，若移動對象進入第二距離范圍內，將移動對象剛進入第二距離范圍時的位置標記為p2，并得到離位置p2最近的標記點xre，得到中心點pcen指向標記點xre的方向以及中心點pcen指向位置p2的方向之間的夾角θxp，若夾角θxp>θ0，θ0為夾角閾值，車輛車燈開始亮，并且移動對象距離車輛距離與閃爍頻率成反比，其中，閃爍頻率l>l0，其中f為閃爍頻率，k為閃爍頻率系數(shù)，sinθxp為求夾角θxp的正弦值，v為移動對象速度，l為移動對象距離車輛車身的距離，l0為距離閾值，當0≤l≤l0時，閃爍頻率為當l＝l0時的閃爍頻率，直到移動對象離開第二距離范圍停止閃爍。

22、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所達到的有益效果是：本發(fā)明提供了一種基于fpga的視頻梯形校正系統(tǒng)，包括以下模塊：圖像傳輸模塊：用于上傳原始圖像，并傳輸?shù)綀D像處理fpga單元；道路參數(shù)模塊：用于獲取道路參數(shù)，并傳輸?shù)綀D像處理fpga單元；數(shù)據(jù)存儲模塊：用于獲取原始圖像中的圖像數(shù)據(jù)，并進行存儲；梯形校正模塊：用于建立梯形校正算法模型，實現(xiàn)將圖像數(shù)據(jù)進行修正；車燈調整模塊：用于根據(jù)周圍的移動對象距離和速度，調整led燈的閃爍時間以及閃爍頻率。本發(fā)明通過對投影圖像進行梯形校正，使大燈投影具有良好的投影效果，可實時根據(jù)路面狀況調整投影效果，并且具有圖像縮放算法與降噪算法簡單，能很好地減小數(shù)據(jù)的延遲的優(yōu)點。