一種基于fpga的自動泊車系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種泊車系統(tǒng)，一種基于FPGA的自動泊車系統(tǒng)，主要包括FPGA、電平轉換模塊A及電平轉換模塊B，所述電平轉換模塊A的一端與FPGA的通用IO口連接、另一端分別與超聲波測距模塊的回波信號輸出端口及測速模塊的信號輸出端連接，所述電平轉換模塊B的一端與FPGA的通用IO口連接、另一端分別與超聲波測距模塊的激發(fā)信號輸入端口、舵機和電機驅動模塊的控制端口連接，所述電機驅動模塊與電機連接、所述電機與測速模塊連接，用于測量電機的轉速。本實用新型能夠解決目前自動泊車系統(tǒng)泊車結束后車身傾斜、車輪不能自動校正、系統(tǒng)不能升級的問題，核心控制器FPGA可以集成微處理器及多種IP核，使得整個系統(tǒng)小型化、高度集成化、升級方便、安全性及可靠性高。
【專利說明】—種基于FPGA的自動泊車系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種泊車系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種基于FPGA的自動泊車系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]近年來，我國爆發(fā)式的汽車擁有量與停車位不足之間矛盾日益突出，“泊車難”成了一個亟待解決的社會問題。停車場為了節(jié)省空間，提供更多的車位，車位設計比較苛刻。愈來愈窄小的泊車空間和擁堵的泊車環(huán)境，無疑是對人們心理素質和駕駛技術的考驗。尤其對于新手來講，因視野受限，很難準確把握車身環(huán)境信息，不能夠熟練地控制車速和轉向，既不能高效泊車，也存在安全隱患。自主泊車系統(tǒng)成了人們的迫切需求。目前，少數汽車廠家，如奔馳、寶馬、豐田、大眾等汽車品牌的部分車型都已配備了自動泊車輔助系統(tǒng)，但該系統(tǒng)只能提供轉向輔助功能，仍需要司機控制檔位、剎車和油門，才能夠完成泊車過程，屬于半自動泊車系統(tǒng)，一旦因司機技術或心理原因操作不當，很容易引發(fā)事故，存在安全隱患。此外，豐田自動泊車系統(tǒng)停車結束后，車輪不能自動校正，車身傾斜；大眾已推出第三代自動泊車系統(tǒng)，但是因系統(tǒng)軟件、硬件都不能升級，使得擁有舊版本泊車系統(tǒng)的用戶無法使用新一代泊車系統(tǒng)。
[0003]單片機是目前泊車輔助系統(tǒng)中的核心控制單元，但是需要使用很多附加外圍電路，集成度低；系統(tǒng)可升級性差，可重用性不高。此外，由于單片機的時鐘頻率較低，功能實現為純軟件實現，不利于復雜控制算法的并行處理，以致數據吞吐量和帶寬受到了限制；而且因CPU或其他問題會導致程序死循環(huán)、算法程序跑飛、復位等問題，系統(tǒng)可靠性、安全性不聞。


【發(fā)明內容】

[0004]為了克服已有技術存在的不足，本實用新型目的是提供一種基于FPGA的自動泊車系統(tǒng)。該泊車系統(tǒng)能夠解決目前自動泊車系統(tǒng)泊車結束后車身傾斜、車輪不能自動校正的問題，核心控制器FPGA可以集成微處理器及多種IP核，使得整個系統(tǒng)小型化、高度集成化、安全性及可靠性高。
[0005]為了實現上述發(fā)明目的，解決已有技術中所存在的問題，本實用新型采取的技術方案是:一種基于FPGA的自動泊車系統(tǒng)，主要包括FPGA、電平轉換模塊A及電平轉換模塊B，所述電平轉換模塊A的一端與FPGA的通用1 口連接、另一端分別與超聲波測距模塊的回波信號輸出端口及測速模塊的信號輸出端連接，所述電平轉換模塊B的一端與FPGA的通用1 口連接、另一端分別與超聲波測距模塊的激發(fā)信號輸入端口、舵機和電機驅動模塊的控制端口連接，所述電機驅動模塊與電機連接、所述電機與測速模塊連接、用于測量電機的轉速。
[0006]所述的FPGA芯片內部構建了一可編程片上系統(tǒng)S0PC，包括32位軟核處理器、中斷控制器、定時器模塊、測速接口模塊、超聲波回波信號接收通用1控制器、處理器本機總線、超聲波激發(fā)信號發(fā)射通用1控制器、舵機脈寬調制模塊及電機脈寬調制模塊；所述32位軟核處理器通過IPLB和DPLB總線的方式與處理器本機總線PLB連接，所述的中斷控制器、定時器模塊、超聲波回波信號接收通用1控制器及超聲波激發(fā)信號發(fā)射通用1控制器均為定制IP軟核，一端分別通過從處理器本機總線SPLB與處理器本機總線PLB連接；所述的測速接口模塊、舵機脈寬調制模塊、電機脈寬調制模塊均為自定義IP軟核，一端經IPIF接口分別通過從處理器本機總線SPLB與處理器本機總線PLB連接；所述的測速接口模塊及超聲波回波信號接收通用1控制器的另一端分別與電平轉換模塊A連接；所述的超聲波激發(fā)信號發(fā)射通用1控制器、舵機脈寬調制模塊及電機脈寬調制模塊的另一端分別與電平轉換模塊B連接。
[0007]所述的FPGA 選自 Xilinx Spartan-6 LX16 FPGA> Spartan-3> Virtex-1I Pro、Virtex-V或Virtex-VI系列芯片中的一種。
[0008]所述的測速模塊選自光電碼盤測速傳感器、旋轉編碼器或霍爾傳感器中的一種。
[0009]所述的超聲波測距模塊選自超聲波測距傳感器HC-SR04或US-100中的一種。
[0010]所述32位軟核處理器選自賽靈思公司的32位精簡指令集軟核處理器Microblaze0
[0011]本實用新型有益效果是:一種基于FPGA的自動泊車系統(tǒng)，主要包括FPGA、電平轉換模塊A及電平轉換模塊B，所述電平轉換模塊A的一端與FPGA的通用1 口連接、另一端分別與超聲波測距模塊的回波信號輸出端口及測速模塊的信號輸出端連接，所述電平轉換模塊B的一端與FPGA的通用1 口連接、另一端分別與超聲波測距模塊的激發(fā)信號輸入端口、舵機和電機驅動模塊的控制端口連接，所述電機驅動模塊與電機連接、所述電機與測速模塊連接、用于測量電機的轉速。與已有技術相比，本實用新型能夠解決目前自動泊車系統(tǒng)泊車結束后車身傾斜、車輪不能自動校正的問題，核心控制器FPGA可以集成微處理器及多種IP核，使得整個系統(tǒng)小型化、高度集成化、安全性及可靠性高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型總體框圖。
[0013]圖2是本實用新型中FPGA內部結構框圖。

【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0015]如圖1所示，一種基于FPGA的自動泊車系統(tǒng)，主要包括FPGA、電平轉換模塊A及電平轉換模塊B，所述電平轉換模塊A的一端與FPGA的通用1 口連接、另一端分別與超聲波測距模塊的回波信號輸出端口及測速模塊的信號輸出端連接，所述電平轉換模塊B的一端與FPGA的通用1 口連接、另一端分別與超聲波測距模塊的激發(fā)信號輸入端口、舵機和電機驅動模塊的控制端口連接，所述電機驅動模塊與電機連接、所述電機與測速模塊連接、用于測量電機的轉速。所述的FPGA選自Xilinx Spartan-6 LX16 FPGA> Spartan-3>Virtex-1I Pro、Virtex_V或Virtex-VI系列芯片中的一種,所述的測速模塊選自光電碼盤測速傳感器、旋轉編碼器或霍爾傳感器中的一種，所述的超聲波測距模塊選自超聲波測距傳感器HC-SR04或US-100中的一種。
[0016]如圖2所示，所述的FPGA芯片內部構建了一可編程片上系統(tǒng)S0PC，包括32位軟核處理器、中斷控制器、定時器模塊、測速接口模塊、超聲波回波信號接收通用1控制器、處理器本機總線、超聲波激發(fā)信號發(fā)射通用1控制器、舵機脈寬調制模塊及電機脈寬調制模塊；所述32位軟核處理器通過IPLB和DPLB總線的方式與處理器本機總線PLB連接，所述的中斷控制器、定時器模塊、超聲波回波信號接收通用1控制器及超聲波激發(fā)信號發(fā)射通用1控制器均為定制IP軟核，一端分別通過從處理器本機總線SPLB與處理器本機總線PLB連接；所述的測速接口模塊、舵機脈寬調制模塊、電機脈寬調制模塊均為自定義IP軟核，一端經IPIF接口分別通過從處理器本機總線SPLB與處理器本機總線PLB連接；所述的測速接口模塊及超聲波回波信號接收通用1控制器的另一端分別與電平轉換模塊A連接；所述的超聲波激發(fā)信號發(fā)射通用1控制器、舵機脈寬調制模塊及電機脈寬調制模塊的另一端分別與電平轉換模塊B連接。所述32位軟核處理器選自賽靈思公司的32位精簡指令集軟核處理器Microblaze。
[0017]本實用新型優(yōu)點在于:一種基于FPGA的自動泊車系統(tǒng)，能夠解決目前自動泊車系統(tǒng)泊車結束后車身傾斜、車輪不能自動校正、系統(tǒng)不能升級的問題，核心控制器FPGA可以集成微處理器及多種IP核，使得整個系統(tǒng)小型化、高度集成化、升級方便、安全性及可靠性聞。
【權利要求】
1.一種基于FPGA的自動泊車系統(tǒng)，主要包括FPGA、電平轉換模塊A及電平轉換模塊B，所述的FPGA內部構建了一可編程片上系統(tǒng)SOPC，包括32位軟核處理器、中斷控制器、定時器模塊、測速接口模塊、超聲波回波信號接收通用IO控制器、處理器本機總線及超聲波激發(fā)信號發(fā)射通用IO控制器，其特征在于：所述的FPGA還包括舵機脈寬調制模塊及電機脈寬調制模塊，所述電平轉換模塊A的一端與FPGA的通用IO 口連接、另一端分別與超聲波測距模塊的回波信號輸出端口及測速模塊的信號輸出端連接，所述電平轉換模塊B的一端與FPGA的通用IO 口連接、另一端分別與超聲波測距模塊的激發(fā)信號輸入端口、舵機和電機驅動模塊的控制端口連接，所述電機驅動模塊與電機連接、所述電機與測速模塊連接，用于測量電機的轉速；所述32位軟核處理器通過IPLB和DPLB總線的方式與處理器本機總線PLB連接，所述的中斷控制器、定時器模塊、超聲波回波信號接收通用IO控制器及超聲波激發(fā)信號發(fā)射通用IO控制器均為定制IP軟核，一端分別通過從處理器本機總線SPLB與處理器本機總線PLB連接；所述的測速接口模塊、舵機脈寬調制模塊、電機脈寬調制模塊均為自定義IP軟核，一端經IPIF接口分別通過從處理器本機總線SPLB與處理器本機總線PLB連接；所述的測速接口模塊及超聲波回波信號接收通用IO控制器的另一端分別與電平轉換模塊A連接；所述的超聲波激發(fā)信號發(fā)射通用IO控制器、舵機脈寬調制模塊及電機脈寬調制模塊的另一端分別與電平轉換模塊B連接。
2.根據權利要求I所述一種基于FPGA的自動泊車系統(tǒng)，其特征在于：所述的FPGA選自 Xilinx Spartan-6 LX16 FPGA、Spartan-3、Virtex-II Pro、Virtex-V 或 Virtex-VI 系列芯片中的一種。
3.根據權利要求I所述一種基于FPGA的自動泊車系統(tǒng)，其特征在于：所述的測速模塊選自光電碼盤測速傳感器、旋轉編碼器或霍爾傳感器中的一種。
4.根據權利要求I所述一種基于FPGA的自動泊車系統(tǒng)，其特征在于：所述的超聲波測距模塊選自超聲波測距傳感器HC-SR04或US-100中的一種。
5.根據權利要求I所述一種基于FPGA的自動泊車系統(tǒng)，其特征在于：所述32位軟核處理器選自賽靈思公司的32位精簡指令集軟核處理器Microblaze。
【文檔編號】B60W30/06GK204037551SQ201420118225
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年3月16日 優(yōu)先權日:2014年3月16日
【發(fā)明者】王開宇, 張永瑞, 唐禎安, 閆慶鑫, 齊獻偉, 謝軍, 周煜迪, 襲萌萌 申請人:大連理工大學