车载后视场景分布式视频监控系统设计方案

目前，市场上已经出现了一些数字化的汽车监控系统，常见的有分屏显示的监控系统、有缝拼接的监控系统和第8代“卫星”全景行车安全系统。分屏显示的监控系统只是对图像进行简单的分屏显示，不能实时地将车辆周围的景象显示在屏幕上；有缝拼接的监控系统不是将图像简单地叠加，而是对图像拼接处理，形成中间是车子，周围是图像的全景图，缺点在于四个图像拼接之处存在明显的拼接缝；第8代“卫星”全景行车安全系统采用超广角摄像头，它能够更好地消除图像拼接之处的拼接缝，形成汽车全景俯视图。

Android系统具有平台开放性，而且谷歌的“开放汽车联盟（OAA）”致力于实现汽车与 Android设备的无缝连接以及直接在汽车上内置Android车载系统；DM3730集成了1GHz的ARM Cortex-A8核和800MHz的TMS320C64x+ DSP核，DSP在数字信号处理上具有无可比拟的优势，更适合进行图像处理。因此，基于Android 和DM3730设计的车载分布式视频监控系统有着广阔的应用前景。

车载分布式视频监控系统集成了Android平台的开放性、ARM+DSP的高性能、以太网的可扩展性和USB摄像头的即插即用性，对实现汽车数字化实时监控有研究意义和应用价值。

1系统的整体设计

车载分布式视频监控系统由视频采集模块、视频传输模块、视频拼接模块和视频显示模块四个模块组成。图1展示了系统的整体设计，图2展示了系统各模块之间的硬件接口。

 

图1 车载分布式视频监控系统整体设计示意图
 

图2 车载分布式视频监控系统硬件接口框图

①　视频采集模块：AM3715开发板通过USB-HOST接口外接USB摄像头，通过Android操作系统的Java本地调用接口[3]（JNI）和V4L2 (video 4 linux 2)视频驱动框架实时采集视频并显示。

②　视频传输模块：两个（或多个）AM3715和DM3730开发板之间通过以太网相连，利用RTP组播协议和自定义同步机制将USB摄像头采集的图像实时传输至DM3730开发板的ARM端。

③　视频拼接模块：DM3730开发板的ARM端运行嵌入式Linux操作系统（或Android操作系统），通过TI Codec Engine模块同时在ARM端和DSP端映射共享内存，使得同步接收的两幅（或多幅）图像能够被ARM和DSP同时访问。针对车载应用扩充嵌入式计算视觉库（EMCV），并移植和优化SURF开源项目OpenSURF，DSP端能够实时拼接两幅（或多幅）图像，最后将拼接结果由共享内存返回ARM端。

④　视频显示模块：视频显示是通过跨平台多媒体库SDL（Simple DirectMedia Layer）来完成的。其中，AM3715开发板显示分离的USB摄像头图像，DM3730开发板显示拼接完成的图像。