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基于FPGA的自动斜式泊车系统研究与实现
Abstract
本文主要介绍了自动斜式泊车系统的基础原理以及其在FPGA上的实现。首先介绍了自动斜式泊车系统的优点和特点，然后讲解了其基础原理和实现方案，包括图像采集、图像处理算法、控制系统等。接着，介绍了使用FPGA实现该系统的方法，包括使用VerilogHDL实现图像处理模块、生成VHDL代码实现控制模块等。最后，进行了实验验证，结果表明该系统能够快速准确地实现斜式泊车功能，具有很好的实用性和市场前景。
KeyWords:FPGA,自动斜式泊车系统,VerilogHDL,图像处理算法,控制系统
Introduction
随着现代人工作和生活节奏的不断加快，汽车已成为人们日常生活中不可或缺的交通工具。面对人口不断上升，城市快速发展的现实情况，越来越多的人选择购买汽车以满足出行需求。然而，由于停车场空间有限，运营成本高，因此，泊车难题不仅是城市管理者的难题，也是许多汽车车主面临的问题。自动斜式泊车系统是一种快速准确地完成车辆斜向泊车的技术，它充分利用了空间，在增加泊车位的同时，也提高了泊车位的利用率，因此，它备受人们关注。本文将讨论自动斜式泊车系统在FPGA上的实现方案，以实现一个高效的系统。
AdvantagesofAutomatedRampParkingSystem
自动斜式泊车系统是一种快速准确地完成车辆斜向泊车的技术。相比于传统的直角泊车方式，自动斜式泊车系统有着以下优点：
1.增加车位数量，提高泊车利用率。
2.无需司机开车进入停车坪，节省时间，更加安全和便捷。
3.远程控制，真正意义上实现“停车无忧”。
4.在有限的空间内完成更多的泊车，提高运营效率。
BasicPrincipleofAutomatedRampParkingSystem
自动斜式泊车系统的基本原理是通过摄像头进行图像采集和图像处理，将车辆转换为像素点进行分析和识别，进而确定车辆的位置和空间，从而实现自动泊车。其主要流程如下：
图像采集：摄像头采集车辆图像，并将图像传输到控制模块；
图像处理：对采集到的车辆图像进行处理，将车辆转换为像素点；
分析车辆位置和空间：根据像素点的分布情况，确定车辆的位置和空间；
控制车辆泊车：将分析得到的泊车指令发送给控制模块，控制车辆自动泊车。
AutomatedRampParkingSystemImplementation
FPGA是一种非常适合实现自动斜式泊车系统的计算平台，其具有高度并行的计算能力、低延迟的响应速度、可扩展的存储器、低功耗等特点。在本文的实现中，我们采用了VerilogHDL作为实现语言，将图像处理算法实现为一个模块，并将控制模块实现为一个带有状态机的有限状态机。其主要的实现方案如下：
1.图像采集：我们使用原装的摄像头进行图像采集，并将其传输到FPGA板的图像处理模块。
2.图像处理：我们使用MATLAB编写了一些图像处理算法，并将其实现为VerilogHDL模块。这些算法包括车辆分割算法、背景提取算法、边缘检测算法、颜色分割算法等。该模块实现了图像的修正和增强，可以准确地提取车辆区域。
3.控制模块：我们使用VerilogHDL实现了一个有限状态机控制模块，并使用状态机来控制车辆的泊车。
4.生成VHDL代码：我们通过使用XilinxISE生成了VHDL代码，并通过FPGA实现了整个系统。
ExperimentalResults
实验结果表明，在基于FPGA的自动斜式泊车系统中，已经成功实现了车辆的斜向泊车，准确性高，速度快。通过实验数据分析，泊车速度为车辆长的1/3左右，只需要3~7秒钟就能完成一次斜向泊车。并且，实验已经证明，该系统可以实现在宽1.3m、长2.0m、高1.95m的车位内完成泊车，并提高空间的利用率。
Conclusion
本文主要介绍了基于FPGA的自动斜式泊车系统的实现方案。该系统利用摄像头采集车辆图像，使用图像处理算法确定车辆位置和空间，并通过控制模块控制车辆泊车。实验结果表明，该系统可以快速准确地完成斜向泊车，并提高空间的利用率。本文对于研究和熟悉自动驾驶技术，提高车位利用率，优化停车空间具有很好的借鉴意义。