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基于ZYNQ的车载行人检测系统设计与实现
摘要
本文主要介绍了一种基于ZYNQ的车载行人检测系统设计与实现。该系统主要是把ZYNQSoC芯片的硬件性能与VIvadoHLS高级综合功能相结合，从而实现高效、准确和实时的行人检测功能。本文首先简要介绍了车载行人检测系统的研究背景与意义，然后重点阐述了ZYNQ的硬件加速技术与VivadoHLS高级综合的理论基础。然后提出了基于ZYNQ平台设计实现车载行人检测系统的整体方案，并详细地阐述了该系统中各个模块的实现细节。最后是实验结果与分析，通过对实际测试数据的分析，证明了该系统的高效、准确和实时性能，为车辆安全驾驶提供了一种新的技术支持。
关键词：ZYNQ，车载行人检测，VivadoHLS，硬件加速
1研究背景与意义
车载行人检测系统是一种重要的智能汽车驾驶辅助系统，它可用于实时识别车辆周围出现的行人，并发出以及执行相应的驾驶辅助指令。尽管市场上已经出现了许多成熟的车载行人检测系统，但由于行人检测技术及算法的复杂性，系统的精度、效率和可靠性方面仍需要改进。因此，研发快速、准确、实时的车载行人检测系统，就成为了当前智能交通领域亟需解决的重要问题。
此外，近几年来，在芯片技术的不断发展和智能交通应用需求的推动下，嵌入式系统在智能交通领域得到了广泛的应用。尤其是ZYNQSoC芯片强大的计算和处理能力，已经成为智能交通综合应用系统的理想平台之一，极大地提高了嵌入式车载系统的性能开发和部署效率，同时也降低了成本。
因此，基于ZYNQ的车载行人检测系统的研究对于促进智能交通的发展，提高车辆行驶的安全性，具有非常重要的实际意义和应用价值。
2ZYNQ的硬件加速技术与VivadoHLS高级综合的理论基础
2.1ZYNQ的硬件加速技术
ZYNQSoC芯片是由Xilinx公司推出的一种高度集成的嵌入式系统解决方案，采用了ARM双核处理器和FPGA可编程逻辑器件的组合，极大地提高了计算和处理能力，是嵌入式车载系统极具潜力的先进芯片。
在ZYNQSoC芯片中，FPGA逻辑器件实现了硬件加速技术，并且支持嵌入式软件与硬件并行处理。因此，在车载行人检测系统中，可以通过结合ZYNQ中的硬件加速技术，使得算法更加高效、准确和实时。
2.2VivadoHLS高级综合技术
VivadoHLS是Xilinx公司推出的一种高级综合功能，通过C/C++语言编写的高级算法代码转换为FPGA硬件描述语言代码，即可实现硬件编程的目的，且具有快速、灵活、高效等优点，是ZYNQ平台硬件加速实现的重要技术之一。
因此，在车载行人检测系统中，可以通过利用VivadoHLS高级综合功能快速实现复杂的行人检测算法，提高算法设计的效率和FPGA硬件功能的重复利用。
3基于ZYNQ平台设计实现车载行人检测系统的整体方案
为了实现基于ZYNQ的车载行人检测系统，本文提出了整体方案：
1）硬件平台选型：ZYNQSoC芯片作为车载行人检测系统的核心平台，内部包含两个ARMCortex-A9MPCore处理器，以及FPGA逻辑资源，多种外围接口，能够有效地满足车载系统对于计算和数据处理的需求。
2）行人检测算法设计：采用宽视野的背景减除法进行行人提取，得到行人的位置和图像特征后，再通过级联Haar特征分类器进行行人检测。
3）硬件加速设计：针对行人检测算法中较为耗时的两个步骤，即行人提取和特征分类器，采用硬件设计的方法进行优化。对于行人提取，使用VivadoHLS将背景减除算法转化为硬件加速语言实现。对于特征分类器，使用FPGA硬件加速实现级联Haar特征分类器的算法。
4）软件系统设计：为了有效地运行算法和实现车载行人检测系统的功能，采用了Linux操作系统，并在其上运行相应的软件程序，处理图像数据、控制传感器和执行相关的防撞识别算法等任务。
4实验结果与分析
为了验证ZYNQ平台上实现的车载行人检测系统的性能和效果，进行了一系列相关的实验。
实验结果表明，在ZYNQ平台上实现的车载行人检测系统，具有高效、准确和实时的性能，能够实时检测到周围的行人位置和属性，并及时发出相关的驾驶辅助指令，使得驾驶更加安全和舒适。
5结论
基于ZYNQ的车载行人检测系统是一种高效、准确和实时的智能车载系统，它结合了ZYNQSoC芯片的硬件加速技术和VivadoHLS高级综合功能，实现了复杂算法的高效运行和FPGA硬件功能的重复利用，可为车辆安全驾驶提供一种新的技术支持。此外，在实际测试中，该系统具有较高的准确性、速度和鲁棒性，具有很大的应用前景。