基于單相機的全景視覺系統是利用凸面鏡反射四周圖像進行定位，在計算資源有限時是一種較好的選擇，且視覺導航等方向的應用也成為一種最實用的方法［1-2］，這種方案雖然視野開闊，但獲取的信息有限，真實的系統中很難應用。隨著芯片計算能力的不斷提高，基于多通道的全景視覺系統已逐漸成為可能。本文介紹的智能車多通道全景視覺是指以觀測點為中心，多個相機可同時觀測車輛的前中、前左、前右、后左、后右和頂上6個方向的景物。該系統中的6臺數字相機中5臺分布在車輛的側面，1臺在頂部，可以得到車輛周圍全景360°的圖像。該系統每個相機的分辨率為百萬像素，即1 280×1 024，幀率為30 f/s，即便圖像為8 bit單色，系統的總數據率也高達200 MB/s以上。同時，6個相機圖像需要預處理，投影到同一坐標系，或者拼接成單幅完整圖像才能滿足智能車導航系統的要求，這些涉及到大量復雜計算。針對這些要求，該系統的硬件處理部分利用了DSP和FPGA芯片各自的特長，選用高速DSP+FPGA［3-6］的方案，而DSP方案也是海量圖像處理中普遍應用的［7］。高性能通用C6416 DSP芯片，配合FPGA進行高度并行數據處理，可實現高速實時的視覺圖像處理。這種方案的優點在于，不僅可以利用DSP的高速處理能力，同時利用FPGA的控制能力和在高度并行化數據處理方面的優勢，相比其他方案更容易滿足全景視覺系統所需要的高度實時處理。
　　1 系統總體方案設計
　　為適合高速圖像采集，本系統選用CMOS傳感器，CMOS的一個優點是數據讀取速度快。系統由高速CMOS相機、基于CamLink技術的圖像讀取、FPGA+DSP的圖像處理三部分構成，如圖1所示。從圖1可以看出，該系統有兩片FPGA，圖像讀取模塊中的FPGA1負責從CMOS相機抓圖和通訊控制，FPGA2則輔助兩片DSP進行高速圖像處理，實現同時對6個相機圖像的實時處理。
　　
　　邏輯控制芯片FPGA1選用XILINX公司的XC3S1000LFG456作為視頻數據采集控制芯片，該芯片是Spartan3低功耗系列的一種，具有1 M個邏輯門，24個18×18乘法器及豐富的片上存儲空間，足夠進行視頻采集的同步邏輯控制。并行計算FPGA選用XILINX公司Virtex-4系列中的XC4VFX60-FF1152，內部有4 Mbit RAM，56 880個邏輯門和128個XtremeDSP模塊，足夠進行大量高速數據處理，特別是片上18 KRAM模塊工作在500 MHz，支持真正的雙端口讀寫同步操作，為該芯片作為芯片間高速數據交互提供了資源。2個協處理DSP芯片為TI公司高性能C6416，擁有8個并行處理單元，工作頻率為600 Hz，最高處理速度可達4 800 兆指令/秒（MFLOPS）。
　　系統設計采集圖像大小為1 280×1 024像素，最高速度可達每相機60 f/s的實時采集。6路攝像頭輸出的數字視頻信號經過FPGA1進行同步分離后，進入輸入端高速數據緩沖區。系統采用兩片ZBT SRAM進行乒乓數據采集，當一幀圖像采集完，FPGA1通知FPGA2進行數據轉移，FPGA2將數據預處理后由DSP經EDMA保存到SRAM后等待進一步處理。