Echtzeitbildverarbeitung mit einer FPGA-basierten Prozessorelementkette in einem Fahrspurerkennungssystem

Abstract

In dieser Arbeit wird die Entwicklung einer aus VHDL-Modulen bestehenden Prozessorelementkette zur Echtzeit Verarbeitung von Videodaten für den Einsatz in einem Fahrerassistenzsystem zur Fahrspurerkennung beschrieben. Dazu wurde ein Prototyp entwickelt, der die Aufbereitung und Verarbeitung von Bilddaten einer digitalen Videokamera in einem FPGA-basierten System-on-Chip vornimmt. Die aus den Videodaten ermittelten Messpunkte werden verwendet, um den Verlauf der Fahrspur durch einen Polynom dritten Grades darstellen zu können. Für die weitere Verarbeitung der Messdaten auf der FPGA Plattform, ist der Einsatz eines VHDLCodegenerators untersucht worden, der die Umsetzung einer abstrakten mathematischen, in MATLAB-Code erstellten, Modellierung in den RTL-Code einer Fixed-Point Implementierung vornimmt.

In this thesis the development of a real-time image processing pipeline, composed of VHDL-modules, for the usage in lane detection systems is described. Therefore a prefiguration was created, which handles the preparation and the image processing of video data from a digital camera in a FPGA-based system-on-chip. With the detection of measurement points from the video data stream, the lane could be described as a third order polynomial. Referring to the further data processing, a VHDL-code generator tool was evaluated, which performs the translation of an abstract mathematical model, designed in MATLAB-Code, into a fixed-point implementation supporting RTL-Code.