針對(duì)空間電壓欠量脈寬調(diào)制過(guò)程中存在的問(wèn)題,采用理論推演與軟件設(shè)計(jì)方法,在介紹了s V P w M 的基本原理的基礎(chǔ)上,利用T I 公司的 D S P電機(jī)控制芯片 T M S 3 2 0 L F 2 4 0 7設(shè)計(jì)了S V P W M的實(shí)現(xiàn)方法,并給出 j - 變頻調(diào)速系統(tǒng)的全數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。 通過(guò)對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制仿真實(shí)驗(yàn),得到的結(jié)果表明此方法是切實(shí)可行V , J ,控制系統(tǒng)具有優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能,較高的控制效果,有廣泛的應(yīng)用前景。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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航空蓄電池是重要的機(jī)載設(shè)備,在飛機(jī)安全飛行中起著重要的作用。蓄電池充電設(shè)備的性能直接影響著蓄電池的電氣性能和使用壽命,因此近年來(lái)航空蓄電池充電設(shè)備的研制已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)之一。論文研究一種采用上下位機(jī)聯(lián)合控制的航空蓄電池充放電系統(tǒng),對(duì)鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池進(jìn)行智能充電、放電和容量分析。 論文在綜合分析航空蓄電池充電器技術(shù)要求的基礎(chǔ)上,運(yùn)用現(xiàn)代電力電子技術(shù),設(shè)計(jì)了集充電、放電功能于一體的功率電路,并研制了基于DSP芯片TMS320F2812的充放電控制系統(tǒng)。論文詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、參數(shù)計(jì)算和控制方法。 論文以Visual Basic 6.0為開(kāi)發(fā)環(huán)境,編制了航空蓄電池充放電系統(tǒng)的上位機(jī)軟件,實(shí)現(xiàn)了顯示、報(bào)警、打印、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理等功能。根據(jù)系統(tǒng)上下位機(jī)通信的需求,制定了通信協(xié)議并設(shè)計(jì)了基于RS-232串口的通信程序,實(shí)現(xiàn)了信息的交換與控制。 論文基于電路原理、自動(dòng)控制原理等理論,建立了充電器控制系統(tǒng)的模型,并設(shè)計(jì)了以Buck電路為控制對(duì)象的系統(tǒng)仿真軟件。通過(guò)仿真分析,調(diào)整PID控制器的參數(shù),優(yōu)化控制器的性能,并縮短了調(diào)試的周期。
上傳時(shí)間: 2013-08-02
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臺(tái)灣成功大學(xué)的關(guān)于無(wú)人機(jī)自動(dòng)駕駛控制的論文集(1) 這包共4篇,分別為: 無(wú)人飛機(jī)速度控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 無(wú)人飛行船自主性控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 無(wú)人飛行載具導(dǎo)引飛控整合自動(dòng)駕駛儀參數(shù)選取之研究 無(wú)人飛行載具導(dǎo)引飛控之軟體與硬體模擬
標(biāo)簽: lunwen
上傳時(shí)間: 2013-08-03
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電動(dòng)摩托車(chē)具有零排放、低噪聲等優(yōu)點(diǎn),是真正的綠色環(huán)保輕型交通工具,它以方便j快捷等特點(diǎn)被越來(lái)越多的人們所接受,成為大中城市公共交通的理想補(bǔ)充。而無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)以其控制簡(jiǎn)單、可靠性高、輸出轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn),被大量地用作電動(dòng)摩托車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。本文主要研究基于AVR單片機(jī)的電動(dòng)摩托車(chē)控制技術(shù)。 首先,分析了電動(dòng)摩托車(chē)的發(fā)展趨勢(shì),以及無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)能在電動(dòng)摩托車(chē)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的原因,并探討了電動(dòng)摩托車(chē)無(wú)刷直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制方法。 其次,在分析無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上,構(gòu)造了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,確立了通過(guò)PWM調(diào)節(jié)改變電樞電壓的大小來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的控制策略。 第三,采用ATMEL公司的ATmega88單片機(jī)為控制核心,設(shè)計(jì)了包括電流檢測(cè)與保護(hù)、位置信號(hào)檢測(cè)、功率開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)、電源轉(zhuǎn)換和電壓采樣與欠壓保護(hù)等一系列硬件電路,充分利用了ATmega88單片機(jī)成本低、功能豐富、運(yùn)算能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),簡(jiǎn)化了控制電路,提高了控制系統(tǒng)的可靠性,降低了控制成本。 第四,采用C語(yǔ)言編寫(xiě)了控制程序,完善了控制功能,實(shí)現(xiàn)了軟、硬件控制方法的結(jié)合。使用ICC-AVR集成開(kāi)發(fā)環(huán)境和SL-ISP在線(xiàn)編程,降低了開(kāi)發(fā)成本;采用模塊化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)控制程序,提高了程序的可維護(hù)性。完成的功能模塊主要包括啟動(dòng)與換相模塊、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊、過(guò)電流與堵轉(zhuǎn)保護(hù)模塊、欠電壓保護(hù)模塊和定速巡航模塊等。 最后,對(duì)開(kāi)發(fā)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠、實(shí)時(shí)性好,證明ATmega88單片機(jī)適合用作電動(dòng)摩托車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制芯片。
標(biāo)簽: 電動(dòng)摩托車(chē) 無(wú)刷直流 控制方法
上傳時(shí)間: 2013-05-20
上傳用戶(hù):lanhuaying
本文系統(tǒng)地論述了應(yīng)用單片機(jī)開(kāi)發(fā)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)二維運(yùn)動(dòng)控制器的方法。該二維運(yùn)動(dòng)控制器的樣品已經(jīng)研制出來(lái),經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行測(cè)試,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,既能實(shí)現(xiàn)兩軸獨(dú)立運(yùn)動(dòng)控制,又能靈活方便地進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。由于控制軟件對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用了適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)調(diào)速方案,使得電機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有失步現(xiàn)象,運(yùn)行平穩(wěn),定位精度高,重復(fù)定位性好。 本文所完成的主要工作有:(1)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的研究。(2)系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì)。(3)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。單片機(jī)的選擇、串行通信等電路設(shè)計(jì)。(4)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該控制器重點(diǎn)在于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路硬件與控制軟件的設(shè)計(jì),以及上下位機(jī)串口通信的實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)的控制環(huán)節(jié)由AT89S52單片機(jī)和環(huán)形分配器PMM8713構(gòu)成,單片機(jī)采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)的串口通信與上位機(jī)進(jìn)行通信,利用PMM8713產(chǎn)生步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行和正反轉(zhuǎn)的控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)采用UC3842實(shí)現(xiàn)恒流驅(qū)動(dòng),給出特定的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào),驅(qū)動(dòng)功率管進(jìn)行開(kāi)通和關(guān)斷,使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)按照規(guī)定的軌跡和速度運(yùn)行。軟件部分由上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件共同組成。上位機(jī)軟件用Visual Basic編制,界面友好,下位機(jī)軟件用單片機(jī)匯編語(yǔ)言編制。上位機(jī)輸入的指令經(jīng)編譯生成相應(yīng)的目標(biāo)代碼并通過(guò)計(jì)算機(jī)串口發(fā)送到下位機(jī)中。下位機(jī)的功能:一是接收來(lái)自上位機(jī)的數(shù)據(jù)和命令;二是根據(jù)上位機(jī)發(fā)送的命令執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作;三是向上位機(jī)發(fā)送有關(guān)提示信息。 該控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)方面具有如下特點(diǎn): 1.采用內(nèi)部時(shí)鐘方式產(chǎn)生步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖,而沒(méi)有采用高速脈沖發(fā)生器等外部方式,用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn),從而降低硬件成本。 2.硬件設(shè)計(jì)方面,盡可能地選擇了標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的電路,從而提高了設(shè)計(jì)的成功率和結(jié)構(gòu)的靈活性。 3.盡可能選用了功能強(qiáng)、集成度高、通用性好、市場(chǎng)貨源充足的電路或芯片。 控制器硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉,控制可靠,功能強(qiáng)大,使用方便,因而具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽: 醫(yī)療器械 二維 運(yùn)動(dòng)控制
上傳時(shí)間: 2013-05-16
上傳用戶(hù):維子哥哥
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,汽車(chē)結(jié)構(gòu)不斷完善,人們對(duì)汽車(chē)的性能更加關(guān)注。汽車(chē)本身是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),在使用過(guò)程中,隨著行駛里程的增加和使用時(shí)間的延續(xù),汽車(chē)技術(shù)狀況可能不斷惡化,需要定期進(jìn)行檢測(cè)。汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)是一種不解體檢驗(yàn)汽車(chē)性能的檢測(cè)設(shè)備,采用現(xiàn)代電測(cè)和計(jì)算機(jī)技術(shù),模擬汽車(chē)在各種路面行駛阻力,使汽車(chē)的道路試驗(yàn)項(xiàng)目移至室內(nèi)進(jìn)行,減少室外環(huán)境變化對(duì)測(cè)試的影響,能夠很好的改善試驗(yàn)人員的試驗(yàn)環(huán)境和提高測(cè)試精度。 本文首先介紹了汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀,闡明了研究汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的目的和意義,給出了汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理,在詳細(xì)分析汽車(chē)道路上和底盤(pán)測(cè)功機(jī)上運(yùn)行受力情況的基礎(chǔ)上,建立了測(cè)功機(jī)電模擬模型。采用電模擬阻力加載裝置,不僅省去了繁瑣的慣性飛輪裝置,簡(jiǎn)化了底盤(pán)測(cè)功機(jī)的結(jié)構(gòu),而且實(shí)現(xiàn)了慣性阻力的無(wú)級(jí)模擬。在系統(tǒng)硬件上,設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩信號(hào)的采集電路和前端信號(hào)處理電路,提高了采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,保證系統(tǒng)的精度,并給出了勵(lì)磁控制電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在通訊上,設(shè)計(jì)CAN和USB互相轉(zhuǎn)化的接口電路,不僅實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)之間的通訊,而且還突破了傳統(tǒng)底盤(pán)測(cè)功機(jī)上下位機(jī)通訊速率慢的瓶頸。在控制策略上,采用積分分離PID算法,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩、勵(lì)磁電流的兩個(gè)雙閉環(huán)控制器,滿(mǎn)足了汽車(chē)底盤(pán)測(cè)功機(jī)不同運(yùn)行狀況的需求。在軟件上,采用模塊化編程的思想,從而增強(qiáng)了程序的可移植性和靈活性。最后,構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:系統(tǒng)能滿(mǎn)足汽車(chē)性能測(cè)試的要求。
標(biāo)簽: 汽車(chē)底盤(pán) 測(cè)功 測(cè)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-06-12
上傳用戶(hù):問(wèn)題問(wèn)題
國(guó)內(nèi)外目前的線(xiàn)束檢測(cè)系統(tǒng)也有了一些應(yīng)用,但要么功能單一,過(guò)于簡(jiǎn)單,要么價(jià)格昂貴,無(wú)法廣泛應(yīng)用。因此開(kāi)發(fā)高性能的汽車(chē)線(xiàn)束檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)我國(guó)汽車(chē)行業(yè)有著重大的意義,可以提高汽車(chē)安全性的同時(shí)帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益。本文對(duì)基于LabVIEW的汽車(chē)線(xiàn)束檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下: ⑴闡述了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外線(xiàn)束檢測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和特點(diǎn),在此基礎(chǔ)上提出了一種基于LabVIEW的汽車(chē)線(xiàn)束檢測(cè)系統(tǒng)整體架構(gòu)。該方案采用計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)系統(tǒng),使用LabVIEW進(jìn)行上位機(jī)軟件設(shè)計(jì),利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,使用虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,使用功能強(qiáng)大的AVR ATMega64單片機(jī)作為下位機(jī)硬件核心,利用PCI總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)的通信。 ⑵對(duì)研究的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。首先介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)中涉及到的理論基礎(chǔ),包括虛擬儀器,數(shù)據(jù)采集等;介紹了系統(tǒng)總體架構(gòu),對(duì)主要組成進(jìn)行了闡述,同時(shí)分析了硬件和軟件總體設(shè)計(jì)。 ⑶介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì),主要介紹了數(shù)據(jù)采集卡上的總線(xiàn)通信電路、存儲(chǔ)電路、單片機(jī)及其外圍電路、緩沖驅(qū)動(dòng)電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換及比較電路和導(dǎo)通檢測(cè)卡上的檢測(cè)電路、附加電路。 ⑷介紹了系統(tǒng)的上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)。首先進(jìn)行了軟件的需求分析,然后對(duì)系統(tǒng)主界面、選擇線(xiàn)束、編輯模塊庫(kù)、編輯測(cè)試臺(tái)、編輯線(xiàn)束、功能設(shè)置等軟件主要界面進(jìn)行介紹,主要介紹了各界面的功能,對(duì)某些重點(diǎn)功能的實(shí)現(xiàn)也進(jìn)行了詳細(xì)講解;對(duì)于測(cè)試等功能進(jìn)行了說(shuō)明,給出了程序設(shè)計(jì)的具體流程;同時(shí)也介紹了LabVIEW軟件程序生成可執(zhí)行文件和安裝文件的具體步驟。 ⑸本線(xiàn)束檢測(cè)系統(tǒng)功能強(qiáng)大,最多能夠支持到8192個(gè)線(xiàn)束點(diǎn),能夠完成線(xiàn)束的斷路、短路、誤配、二極管檢測(cè)和氣密測(cè)試;附加的模塊庫(kù)導(dǎo)入導(dǎo)出,自學(xué)習(xí)導(dǎo)入和Excel導(dǎo)入等功能,減小了用戶(hù)的工作量;采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),也方便了用戶(hù)的查找和對(duì)數(shù)據(jù)的移植。
標(biāo)簽: LabVIEW 汽車(chē)線(xiàn)束 檢測(cè)系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶(hù):天大地大
溫室是設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分,國(guó)內(nèi)外溫室種植業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,提高溫室的自動(dòng)控制和管理水平可充分發(fā)揮溫室農(nóng)業(yè)的高效性。隨著傳感技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)及通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展,現(xiàn)代化溫室信息自動(dòng)采集及智能控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)已越來(lái)越引起人們的重視,并成為一個(gè)具有重要意義的研究方向。因此設(shè)計(jì)了基于PIC單片機(jī)的溫室自動(dòng)控制系統(tǒng),使其對(duì)溫室環(huán)境進(jìn)行控制,為植物創(chuàng)造適宜的生長(zhǎng)條件,從而使農(nóng)作物獲得高產(chǎn),提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。 文中論述了國(guó)內(nèi)外溫室環(huán)境控制技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀,分析了溫室的內(nèi)部機(jī)理,給出了所采用的溫室小氣候溫濕度模型;通過(guò)對(duì)溫室環(huán)境歷史數(shù)據(jù)的分析,得出了溫室溫度控制系統(tǒng)的近似數(shù)學(xué)模型。 系統(tǒng)采用模糊控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的控制。詳細(xì)研究了模糊控制的機(jī)理,建立了針對(duì)幾種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的模糊控制規(guī)則表;在模糊推理中采用了T-S模型的推理方法,此方法確定的控制規(guī)則工程意義明確,易于調(diào)整。并以溫度控制系統(tǒng)為對(duì)象,使用MATLAB對(duì)模糊算法進(jìn)行仿真;仿真結(jié)果表明,這種算法具有超調(diào)量小、穩(wěn)定性強(qiáng)、適應(yīng)性好等特點(diǎn),能夠達(dá)到預(yù)期的控制效果,是一種較為理想的智能控制方案。 溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件部分由上位機(jī)和下位機(jī)及其外圍電路組成。上位機(jī)采用PC機(jī),通過(guò)與下位機(jī)間的通信實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室的統(tǒng)一管理;下位機(jī)及其外圍電路實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境參數(shù)的檢測(cè)、顯示和實(shí)時(shí)控制,微處理器采用的是PIC16F877A單片機(jī)。這種以單片機(jī)為核心的控制器還可以在不依賴(lài)上位機(jī)的情況下獨(dú)立實(shí)現(xiàn)參數(shù)的測(cè)控。 在軟件設(shè)計(jì)方面,將模糊控制算法引入其中,給出了主程序、模糊算法程序、通信程序等程序流程圖。使用MSComm控件實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)間通信;并采用VB6.0對(duì)上位機(jī)界面進(jìn)行了設(shè)計(jì),使程序簡(jiǎn)單、清晰、為用戶(hù)提供了直觀友好的管理平臺(tái)。整個(gè)系統(tǒng)軟硬件搭配合理,設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、維護(hù)方便,具有較高的性?xún)r(jià)比。
上傳時(shí)間: 2013-07-21
上傳用戶(hù):xz85592677
直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速特性,調(diào)速平滑、簡(jiǎn)單,且范圍大.同時(shí)其過(guò)載能力大,能承受頻繁的沖擊負(fù)載,廣泛應(yīng)用于切削機(jī)床、造紙機(jī)等高性能可控電力拖動(dòng)領(lǐng)域. 以往直流調(diào)速系統(tǒng)控制器采用分立元件,其故障率高,穩(wěn)定性差,技術(shù)落后,很難滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要.隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字化直流調(diào)速系統(tǒng)克服了這一不足,成為直調(diào)系統(tǒng)的主流. 本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)以DSP為主控芯片,監(jiān)控系統(tǒng)控制芯片使用P89C669單片機(jī),通過(guò)上下位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)的數(shù)字化.下面是具體工作闡述: 1.設(shè)計(jì)了電封閉直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件,完成兩臺(tái)同軸電機(jī)的電封閉實(shí)驗(yàn). 2.主電路使用三菱公司的IPM-PS21867作為功率輸出模塊,同時(shí)設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路、控制電路以及通信保護(hù)電路. 3.采用PWM控制方式,編寫(xiě)了系統(tǒng)的軟件.主要包括主程序、通訊顯示程序以及中斷服務(wù)子程序. 4.完成了樣機(jī)的整體布局和調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的雙閉環(huán)控制. 5.針對(duì)由于負(fù)載、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等的變化影響系統(tǒng)的調(diào)速性能,本文基于模型參考自適應(yīng)控制原理,給出了雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)自適應(yīng)的Narendra方案的具體實(shí)現(xiàn),通過(guò)仿真驗(yàn)證方案的可行性.
標(biāo)簽: DSP 控制 直流調(diào)速系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶(hù):kennyplds
人臉識(shí)別技術(shù)繼指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別以及聲音識(shí)別等生物識(shí)別技術(shù)之后,以其獨(dú)特的方便、經(jīng)濟(jì)及準(zhǔn)確性而越來(lái)越受到世人的矚目。作為人臉識(shí)別系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)—人臉檢測(cè),隨著研究的深入和應(yīng)用的擴(kuò)大,在視頻會(huì)議、圖像檢索、出入口控制以及智能人機(jī)交互等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景,發(fā)展速度異常迅猛。 FPGA的制造技術(shù)不斷發(fā)展,它的功能、應(yīng)用和可靠性逐漸增加,在各個(gè)行業(yè)也顯現(xiàn)出自身的優(yōu)勢(shì)。FPGA允許用戶(hù)根據(jù)自己的需要來(lái)建立自己的模塊,為用戶(hù)的升級(jí)和改進(jìn)留下廣闊的空間。并且速度更高,密度也更大,其設(shè)計(jì)方法的靈活性降低了整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本,F(xiàn)PGA 設(shè)計(jì)成為電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)行業(yè)不可缺少的方法。 本文從人臉檢測(cè)算法入手,總結(jié)基于FPGA上的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,使用IBM的Coreconnect掛接自定義模塊技術(shù)。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練分類(lèi)器、定點(diǎn)化、以及硬件加速等方法后,能夠使人臉檢測(cè)系統(tǒng)在基于Xilinx的Virtex II Pro開(kāi)發(fā)板上平臺(tái)上,達(dá)到實(shí)時(shí)的檢測(cè)效果。本文工作和成果可以具體描述如下: 1. 算法分析:對(duì)于人臉檢測(cè)算法,首先確保的是檢測(cè)率的準(zhǔn)確性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一種基于Adaboost算法的人臉檢測(cè)方法。算法中較多的是積分圖的特征值計(jì)算,這便于進(jìn)一步的硬件設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)檢測(cè)算法進(jìn)行耗時(shí)分析確定運(yùn)行速度的瓶頸。 2. 軟硬件功能劃分:這一步考慮市場(chǎng)可以提供的資源狀況,又要考慮系統(tǒng)成本、開(kāi)發(fā)時(shí)間等諸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro開(kāi)發(fā)板,在上面有可以供利用的Power PC處理器、可擴(kuò)展的存儲(chǔ)器、I/O接口、總線(xiàn)及數(shù)據(jù)通道等,通過(guò)分析可以對(duì)算法進(jìn)行細(xì)致的劃分,實(shí)現(xiàn)需要加速的模塊。 3. 定點(diǎn)化:在Adaboost算法中,需要進(jìn)行大量的浮點(diǎn)計(jì)算。這里采用的方法是直接對(duì)數(shù)據(jù)位進(jìn)行操作它提取指數(shù)和尾數(shù),然后對(duì)尾數(shù)執(zhí)行移位操作。 4. 改進(jìn)檢測(cè)用的級(jí)聯(lián)分類(lèi)器的訓(xùn)練,提出可以迅速提高分類(lèi)能力、特征數(shù)量大大減小的一種訓(xùn)練方法。 5. 最后對(duì)系統(tǒng)的整體進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明,在視頻輸入輸出接入的同時(shí),人臉檢測(cè)能夠達(dá)到17fps的檢測(cè)速度,并且獲得了很好的檢測(cè)率以及較低的誤檢率。
標(biāo)簽: FPGA 人臉檢測(cè) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-07-01
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