<sup id="us64a"></sup> 三維彩色信息獲取系統(tǒng)目的是獲取對象的三維空間坐標(biāo)和顏色信息。它是計算機視覺研究的重要內(nèi)容，也是當(dāng)前信息科學(xué)研究中的一個重要熱點。 本文首先介紹了三維信息獲取技術(shù)的意義和實時可重構(gòu)三維激光彩色信息獲取系統(tǒng)總體方案。該方案合理劃分了系統(tǒng)的圖像處理任務(wù)，充分地利用了擁有的硬、軟件資源。闡述了基于FPGA處理器的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其工作原理和系統(tǒng)工作時序。 本文還研究了圖像處理系統(tǒng)中的數(shù)字邏輯設(shè)計，總結(jié)出了較完整、規(guī)范化的設(shè)計流程和方法，介紹了從圖像處理算法到可編程邏輯器件的規(guī)范化映射方法，總結(jié)了在視頻系統(tǒng)中的高級設(shè)計技巧，包括并行流水線技術(shù)和循環(huán)結(jié)構(gòu)的硬件實現(xiàn)方式等。 為了說明提出的設(shè)計方法，本文分析了基于自適應(yīng)閾值的結(jié)構(gòu)光條紋中心的方向模板快速檢測算法的硬件實現(xiàn)。該算法是把自適應(yīng)閾值法與可變方向模板法相結(jié)合，具有穩(wěn)定性好、精度高、計算簡單、數(shù)據(jù)存儲量小、實現(xiàn)速度快的特點，此外，該方法有利于硬件快速實現(xiàn)。實踐證明這種方法是實用的、有效的。 本文的重點在于研制了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的實時可重構(gòu)三維激光彩色信息獲取系統(tǒng)中視頻圖像處理專用集成電路。該集成電路是實現(xiàn)系統(tǒng)快速算法的核心，使用現(xiàn)場可編程器FPGA器件EPlK50實現(xiàn)提取激光線、提取人頭輪廓線和提取中心顏色線算法；該集成電路還要實現(xiàn)系統(tǒng)所需的控制邏輯?？刂撇糠职▽⒁曨l采集輸出端口信號轉(zhuǎn)化為RGB真彩色信號的數(shù)據(jù)鎖存模塊、各FIFO緩存器的輸入輸出控制模塊和系統(tǒng)需要的其它信號控制模塊。提出提取輪廓線快速算法，即由FPGA處理器與主機交互式共同快速完成提取人頭正側(cè)影輪廓線算法。該專用集成電路研制是整個實時可重構(gòu)三維激光彩色信息獲取系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵。
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上傳時間： 2013-07-23
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本文研究的視頻處理系統(tǒng)是上海市科委技術(shù)攻關(guān)基金項目“計算機視覺及其芯片化實現(xiàn)”的一部分，主要完成計算機視覺系統(tǒng)的一些基本工作，即視頻圖像的采集、預(yù)處理和顯示等。 視頻圖像采集和預(yù)處理系統(tǒng)以Xilinx公司Virtex-ⅡPro系列的FPGA為核心控制器件，結(jié)合視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和VGA顯示器，完成視頻圖像的實時采集、預(yù)處理和顯示。采集和顯示部分作為同外界交流信息的渠道，是構(gòu)成計算機視覺系統(tǒng)必不可少的一部分；圖像預(yù)處理則是計算機視覺系統(tǒng)進行高層處理的基礎(chǔ)，優(yōu)秀的預(yù)處理算法能有效改善圖像質(zhì)量，提高系統(tǒng)分析判斷的準(zhǔn)確性。 本文在介紹基于FPGA的視頻采集、預(yù)處理系統(tǒng)整體架構(gòu)的基礎(chǔ)上，圍繞以下四個方面展開了工作： 1.研究并給出了兩種基于FPGA的設(shè)計方案用于實現(xiàn)YCrCb色度空間到RGB色度空間的轉(zhuǎn)換； 2.針對采集的視頻圖像，根據(jù)VGA顯示的要求，給出了一種實現(xiàn)圖像去隔行的方案； 3.分析了一系列圖像濾波的預(yù)處理算法，如均值濾波、中值濾波和自適應(yīng)濾波等，在比較和總結(jié)各算法特點的基礎(chǔ)上，提出了一種新的適用于處理混合噪聲的濾波算法：混合自適應(yīng)濾波法； 4.根據(jù)算法特點設(shè)計了多種采用FPGA實現(xiàn)的圖像濾波算法，并對硬件算法進行RTL級的功能仿真和驗證，還給出了各種濾波算法的實驗結(jié)果，在此基礎(chǔ)上對各種算法的效果進行直觀的比較。 文中，預(yù)處理算法的實現(xiàn)充分利用了FPGA的片內(nèi)資源，體現(xiàn)了FPGA在圖像處理方面的特點及優(yōu)勢。同時，視頻采集和顯示的控制模塊也由同一FPGA芯片實現(xiàn)，從而簡化了系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。視頻采集和預(yù)處理系統(tǒng)在FPGA上的成功實現(xiàn)為“計算機視覺及其芯片化實現(xiàn)”奠定了必要的基礎(chǔ)、提供了一定理論依據(jù)。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著GPS(Global Positioning System)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，其全球性、全天候、低成本等特點使得GPS接收機的用戶數(shù)量大幅度增加，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。但由于定位過程中各種誤差源的存在，單機定位精度受到影響。目前常從兩個方面考慮減小誤差提高精度：①用高精度相位天線、差分技術(shù)等通過提高硬件成本獲取高精度；②針對誤差源用濾波算法從軟件方面實現(xiàn)精度提高。兩種方法中，后者相對于前者在滿足精度要求的前提下節(jié)約成本，而且便于系統(tǒng)融合，是應(yīng)用于GPS定位的系統(tǒng)中更有前景的方法。但由于在系統(tǒng)中實現(xiàn)定位濾波算法需要時間，傳統(tǒng)CPU往往不能滿足實時性的要求，而FPGA以其快速并行計算越來越受到青睞。 本文在FPGA平臺上，根據(jù)“先時序后電路”的設(shè)計思想，由同步?jīng)]計方法以及自頂向下和自下而上的混合設(shè)計方法實現(xiàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計。從GPS-OEM板輸出的定位信息的接收到定位結(jié)果的坐標(biāo)變換，最終到kalman濾波遞推計算減小定位誤差，實現(xiàn)實時、快速、高精度的GPS定位信息采集處理系統(tǒng)，為GPS定位數(shù)據(jù)的處理方法做了新的嘗試，為基于FPGA的GPS嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。具體工作如下： 基于FPGA設(shè)計了GPS定位數(shù)據(jù)的正確接收和顯示，以及經(jīng)緯度到平面坐標(biāo)的投影變換。根掘GPS輸出信息標(biāo)準(zhǔn)和格式，通過串口接收模塊實現(xiàn)串口數(shù)掘的接收和經(jīng)緯度信息提取，并通過LCD實時顯示。在提取信息的同時將數(shù)據(jù)格式由ASCⅡ碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M制整數(shù)型，實現(xiàn)利用移位和加法運算達到代替乘法運算的效果，從而減少資源的利用率。在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過程中，利用查找表的方法查找轉(zhuǎn)化時需要的各個參數(shù)值，并將該參數(shù)先轉(zhuǎn)為雙精度浮點小數(shù)，再進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。根據(jù)高斯轉(zhuǎn)化公式的規(guī)律將公式簡化成只涉及加法和乘法運算，以此簡化公式運算量，達到節(jié)省資源的目的。 卡爾曼濾波器的實現(xiàn)。首先分析了影響定位精度的各種誤差因素，將各種誤差因素視為一階馬爾科夫過程的總誤差，建立了系統(tǒng)狀態(tài)方程、觀測方程和濾波方程，并基于分散濾波的思想進行卡爾曼濾波設(shè)計，并通過Matlab進行仿真。結(jié)果表明，本文設(shè)計的卡爾曼濾波器收斂性好，定位精度高、估計誤差小。在仿真基礎(chǔ)上，實現(xiàn)基于FPGA的卡爾曼濾波計算。在滿足實時性的基礎(chǔ)上，通過IP核、模塊的分時復(fù)用和樹狀結(jié)構(gòu)節(jié)省資源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)卡爾曼濾波，達到提高數(shù)據(jù)精度的效果。 設(shè)計中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676為硬件平臺，采用Verilog HDL硬件描述語言實現(xiàn)，利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布線，一共使用44438個邏輯資源，時鐘頻率達到100MHZ以上，滿足實時性信號處理要求，在保證精度的前提下達到資源最優(yōu)。Modelsim仿真驗證了該設(shè)計的正確性。
上傳時間： 2013-04-24
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數(shù)據(jù)采集技術(shù)是信息科學(xué)的重要組成部分，也是現(xiàn)代檢測技術(shù)的基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用需求，數(shù)據(jù)采集經(jīng)常與數(shù)據(jù)處理、存儲作為一個完整的系統(tǒng)用于航空航天、圖像分析、雷達探測等領(lǐng)域；另一方面，隨著制造工藝的發(fā)展，采...
標(biāo)簽： 高速數(shù)據(jù) 采集 海量存儲
上傳時間： 2013-05-23
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本文對比、研究了目前幾種比較常見的交通信息獲取方法,分析了它們各自的優(yōu)缺點,最終選擇采用視頻檢測的方法實現(xiàn)交通信息采集。論文分析了當(dāng)今市場上圖像采集的現(xiàn)狀,比較了其核心芯片的優(yōu)缺點,最終選用FPGA作為圖像采集系統(tǒng)的核心器件。論文研究了通用的圖像采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提出了適合本課題實際的系統(tǒng)整體架構(gòu)。圖像采集系統(tǒng)硬件圍繞FPGA輔以少量外圍芯片實現(xiàn),FPGA芯片內(nèi)部根據(jù)功能要求運用現(xiàn)代化的電子設(shè)計思想設(shè)計了相應(yīng)的邏輯功能模塊。燈控系統(tǒng)基于單片機設(shè)計了系統(tǒng)的硬件電路和軟件程序。完成了電路原理圖和PCB圖的設(shè)計,并對制作出的電路實物進行了全面的調(diào)試和驗證。另外論文設(shè)計了適用于智能交通燈控系統(tǒng)的自定義通訊協(xié)議,此協(xié)議也為整個智能交通檢測系統(tǒng)構(gòu)建了通訊規(guī)范。 本文的創(chuàng)新點是：提出了一套基于FPGA的交通路口視頻圖像采集系統(tǒng)架構(gòu)；設(shè)計了一套模塊化的燈控系統(tǒng),能夠掛接于不同的上位機系統(tǒng)下,并兼容交直流電壓；設(shè)計了一套智能化的燈控系統(tǒng)自定義通訊協(xié)議。 本課題社會實踐性較強,實際應(yīng)用價值較高,文中所提出的設(shè)計思路和所采用的控制措施以及自定義的通信協(xié)議滿足系統(tǒng)的要求,對類似的系統(tǒng)具有一定的參考意義。
標(biāo)簽： FPGA 智能交通 圖像采集系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-05
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數(shù)字超聲診斷設(shè)備在臨床診斷中應(yīng)用十分廣泛，研制全數(shù)字化的醫(yī)療儀器已成為趨勢。盡管很多超聲成像儀器設(shè)計制造中使用了數(shù)字化技術(shù)，但是我們可以說現(xiàn)代VLSI 和EDA 技術(shù)在其中并沒有得到充分有效的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展，PLD 在很多與B 型超聲成像或多普勒超聲成像有關(guān)的領(lǐng)域都得到了較好的應(yīng)用，例如數(shù)字通信和相控雷達領(lǐng)域。 在研究現(xiàn)代超聲成像原理的基礎(chǔ)上，我們首先介紹了常見的數(shù)字超聲成像儀器的基本結(jié)構(gòu)和模塊功能，同時也介紹了現(xiàn)代FPGA 和EDA 技術(shù)。隨后我們詳細(xì)分析討論了B 超中，全數(shù)字化波束合成器的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)手段。我們設(shè)計實現(xiàn)了片內(nèi)高速異步FIFO 以降低采樣率，仿真結(jié)果表明資源使用合理且訪問時間很小。正交檢波方法既能給出灰度超聲成像所需要的回波的幅值信息，也能給出多普勒超聲成像所需要的回波的相移信息。我們設(shè)計實現(xiàn)了基于直接數(shù)字頻率合成原理的數(shù)控振蕩器，能夠給出一對幅值和相位較平衡的正交信號，且在FPGA 片內(nèi)實現(xiàn)方案簡單廉價。數(shù)控振蕩器輸出波形的頻率可動態(tài)控制且精度較高，對于隨著超聲在人體組織深度上的穿透衰減，導(dǎo)致回波中心頻率下移的聲學(xué)物理現(xiàn)象，可視作將回波接收機的中心頻率同步動態(tài)變化進行補償。 還設(shè)計實現(xiàn)了B 型數(shù)字超聲診斷儀前端發(fā)射波束聚焦和掃描控制子系統(tǒng)。在單片F(xiàn)PGA 芯片內(nèi)部設(shè)計實現(xiàn)了聚焦延時、脈寬和重復(fù)頻率可動態(tài)控制的發(fā)射驅(qū)動脈沖產(chǎn)生器、線掃控制、探頭激勵控制、功能碼存儲等功能模塊，功能仿真和時序分析結(jié)果表明該子系統(tǒng)為設(shè)計實現(xiàn)高速度、高精度、高集成度的全數(shù)字化超聲診斷設(shè)備打下了良好的基礎(chǔ)，將加快其研發(fā)和制造進程，為生物醫(yī)學(xué)電子、醫(yī)療設(shè)備和超聲診斷等方面帶來新思路。
標(biāo)簽： 全數(shù)字 中的應(yīng)用 超聲診斷儀
上傳時間： 2013-05-30
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1) 全數(shù)字化設(shè)計，交流采樣，人機界面采用大屏幕點陣圖形128X64 LCD中文液晶顯示器。 2) 可實時顯示A、B、C各相功率因數(shù)、電壓、電流、有功功率、無功功率、電壓總諧波畸變率、電流總諧波畸變率、電壓3、5、7、9、11、13次諧波畸變率、電流3、5、7、9、 11、13次諧波畸變率頻率、頻率、電容輸出顯示及投切狀態(tài)、報警等信息。 3) 設(shè)置參數(shù)中文提示，數(shù)字輸入。 4) 電容器控制方案支持三相補償、分相補償、混合補償方案，可通過菜單操作進行設(shè)置。 5) 電容器投切控制程序支持等容/編碼（1：2、 1：2：3、 1：2：4：8…）等投切方式。 6) 具有手動補償/自動補償兩種工作方式。 7) 提供電平控制輸出接口（+12V），動態(tài)響應(yīng)優(yōu)于20MS。 8) 取樣物理量為無功功率，具有諧波測量及保護功能。 9) 控制器具有RS-485通訊接口，MODBUS標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線協(xié)議，方便接入低壓配電系統(tǒng)。
上傳時間： 2013-11-09
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isoad系列產(chǎn)品實現(xiàn)傳感器和主機之間的信號安全隔離和高精度數(shù)字采集與傳輸，廣泛應(yīng)用于rs-232/485總線工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，4-20ma / 0-10v信號測量、監(jiān)視和控制，小信號的測量以及工業(yè)現(xiàn)場信號隔離及長線傳輸?shù)冗h程監(jiān)控場合。通過軟件的配置，可接入多種傳感器類型，包括電流輸出型、電壓輸出型、以及熱電偶等等。 產(chǎn)品內(nèi)部包括電源隔離，信號隔離、線性化，a/d轉(zhuǎn)換和rs-485串行通信等模塊。每個串口最多可接256只iso ad系列模塊，通訊方式采用ascii 碼字符通訊協(xié)議或modbus rtu通訊協(xié)議，其指令集兼容于adam模塊，波特率可由用戶設(shè)置，能與其他廠家的控制模塊掛在同一rs-485總線上，便于主機編程。 isoad系列產(chǎn)品是基于單片機的智能監(jiān)測和控制系統(tǒng)，所有用戶設(shè)定的校準(zhǔn)值，地址，波特率，數(shù)據(jù)格式，校驗和狀態(tài)等配置信息都儲存在非易失性存儲器eeprom里。 isoad系列產(chǎn)品按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、制造，信號輸入 / 輸出之間隔離，可承受3000vdc隔離電壓，抗干擾能力強，可靠性高。工作溫度范圍- 45℃～+80℃。
標(biāo)簽： 20 mA D轉(zhuǎn)換 模擬信號
上傳時間： 2013-11-23
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第一章 基 礎(chǔ) 知 識由電阻、電容、電感等集中參數(shù)元件組成的電路稱為集中電路。1.1 電路與電路模型1.2 電路分析的基本變量1.3 電阻元件和獨立電源元件1.4 基爾霍夫定律1.5 受 控 源1.6 兩類約束和KCL，KVL方程的獨立性1.1 電路與電路模型1.電路2.電路的形式與功能 電路的功能基本上可以分成兩大類。一類是用來實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配。電路的另一類功能則是在信息網(wǎng)絡(luò)中，用來傳遞、儲存、加工和處理各種電信號。 圖1-2所示的是通信網(wǎng)的基本組成框圖。通常把輸入電路的信號稱為激勵，而把經(jīng)過電路傳輸或處理后的信號稱為響應(yīng)。 3.電路模型與集中電路 構(gòu)成電路的設(shè)備和器件統(tǒng)稱為電路部件，常用的電路部件有電池、發(fā)電機、信號發(fā)生器、電阻器、電容器、電感線圈、變壓器、晶體管及集成電路等。 基本的電路參數(shù)有3個，即電阻、電容和電感。 基本的集中參數(shù)元件有電阻元件、電感元件和電容元件，分別用圖1-3(a)，(b)和(c)來表示。
標(biāo)簽： 電路分析基礎(chǔ) 教程
上傳時間： 2013-10-20
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具有OBFL功能的電路板經(jīng)配置后，可以把故障相關(guān)數(shù)據(jù)存儲在非易失性存儲器中，并可在日后加以檢索和顯示以用于故障分析。這些故障記錄有助于電路板故障的事后檢查。要實現(xiàn)OBFL系統(tǒng)功能，需要同時使用軟硬件。在硬件方面，需要：a)確定給出電路板件故障信息的板載OBFL資源(如溫度感應(yīng)器、存儲器、中斷資源、電路板ID，等等)；b)在電路板或者系統(tǒng)出現(xiàn)故障時用以保存故障信息的板載非易失性存儲。OBFL軟件的作用是在正常的電路板運行以及電路板故障期間配置電路板變量并將其作為OBFL記錄存儲在非易失性存儲中。OBFL軟件還應(yīng)具備一定的智能，能夠分析多項出錯事件、記錄和歷史故障記錄，以逐步縮小范圍的方式確認(rèn)故障原因。這種分析可以大大減輕故障排查工作，否則將有大量的OBFL記錄需要故障分析工程師手動核查。
上傳時間： 2013-11-03
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