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信息分析

基于自適應(yīng)時頻分析方法的心音信號分析研究.rar

心音信號是人體最重要的生理信號之一，包含心臟各個部分如心房、心室、大血管、心血管及各個瓣膜功能狀態(tài)的大量生理病理信息。心音信號分析與識別是了解心臟和血管狀態(tài)的一種不可缺少的手段。本文針對目前該研究領(lǐng)域中存在的分析方法問題和分類識別技術(shù)難點展開了深入的研究，內(nèi)容涉及心音構(gòu)成的分析、心音信號特征向量的提取、正常心音信號（NM）和房顫（AF）、主動脈回流（AR）、主動脈狹窄（AS）、二尖瓣回流（MR）4種心臟雜音信號的分類識別。本文的工作內(nèi)容包括以下5個方面： a）心音信號采集與預(yù)處理。本文采用自行研制的帶有錄音機功能的聽診器實現(xiàn)對心音信號的采集。通過對心音信號噪聲分析，選用小波降噪作為心音信號的濾波方法。根據(jù)實驗分析，選擇Donoho閾值函數(shù)結(jié)合多級閾值的方法作為心音信號預(yù)處理方案。 b）心音信號時頻分析方法。文中采用5種時頻分析方法分別對心音信號進(jìn)行了時頻譜特性分析，結(jié)果表明：不同的時頻分析方法與待分析心音信號的特性有密切關(guān)系，即需要在小的交叉項干擾與高的時頻分辨率之間作綜合的考慮。鑒于此，本文提出了一種自適應(yīng)錐形核時頻（ATF）分析方法，通過實驗驗證該分布能較好地反映心音信號的時頻結(jié)構(gòu)，其性能優(yōu)于一般錐形核分布（CKD）以及Choi-Williams分布（CWD）、譜圖（SPEC）等固定核時頻分析方法，從而選擇自應(yīng)錐形核時頻分析方法進(jìn)行心音信號分析。 c）心音信號特征向量提取。根據(jù)對3M Littmann（） Stethoscopes[31]數(shù)據(jù)庫中標(biāo)準(zhǔn)心音信號的時頻分析結(jié)果，提取8組特征數(shù)據(jù)，通過Fihser降維處理方法提取出了實現(xiàn)分類可視化，且最易于分類的心音信號的2維特征向量，作為心音信號分類的特征向量。 d）心音信號分類方法。根據(jù)心音信號特征向量組成的散點圖，研究了支持向量機核函數(shù)、多分類支持向量機的選取方法，同時，基于分類的目的性和可信性，本文提出以分類精度最大為判斷準(zhǔn)則的核函數(shù)參數(shù)與松弛變量的優(yōu)化方法，建立了心音信號分類的支持向量機模型，選取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中NM、AF、AR、AS、MR每類心音信號的80組2維特征向量中每類60組數(shù)據(jù)作為支持向量機的學(xué)習(xí)樣本，對余下的每類20組數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，得到每類的分類精度（Ar）均為100％，同時對臨床上采集的與上述4種同類心臟雜音信號和正常心音信號中每類24個心動周期進(jìn)行分類實測，分類精度分別為：NM、AF、MR的分類精度均為100％，而AR、AS均為95．83％，驗證了該方法的分類有效性。 e）心音信號分析與識別的軟件系統(tǒng)。本文以MATLAB語言的可視化功能實現(xiàn)了心音信號分析與識別的軟件運行平臺構(gòu)建，可完成對心音信號的讀取、預(yù)處理，繪制時-頻、能量特性的三維圖及兩維等高線圖；同時，利用MATLAB與EXCEL的動態(tài)鏈接，實現(xiàn)對心音信號分析數(shù)據(jù)的存儲以及統(tǒng)計功能；最后，通過對心音信號2維特征向量的分析，實現(xiàn)心音信號的自動識別功能。本文的研究特色主要體現(xiàn)在心音信號特征向量提取的方法以及多分類支持向量機模型的建立兩方面。綜上所述，本文從理論與實踐兩方面對心音信號進(jìn)行了深入的研究，主要是采用自適應(yīng)錐形核時頻分析方法提取心音信號特征向量，根據(jù)心音信號特征向量組成的散點圖，建立心音信號分類的支持向量機模型，并對正常心音信號和4種心臟雜音信號進(jìn)行了分類研究，取得了較為滿意的分類結(jié)果，但由于用于分類的心臟雜音信號種類及數(shù)據(jù)量尚不足，因此，今后的工作重點是采集更多種類的心臟雜音信號，進(jìn)一步提高心音信號分類精度，使本文研究成果能最終應(yīng)用于臨床心臟量化聽診。關(guān)鍵詞：心音信號，小波降噪，非平穩(wěn)信號，心臟雜音，信號處理，時頻分析，自適應(yīng)，支持向量機

標(biāo)簽： 時頻分析方法分

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：weixiao99
基于FPGA的MPEG2TS碼流實時分析與檢測系統(tǒng).rar

當(dāng)前我國正處在從模擬電視系統(tǒng)向數(shù)字電視系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型期，數(shù)字電視用戶數(shù)量激增，其趨勢是在未來的幾年內(nèi)數(shù)字電視將迅速普及。在應(yīng)用逐漸廣泛的數(shù)字電視系統(tǒng)中，監(jiān)控數(shù)字電視服務(wù)正成為一種越來越迫切的需要。然而，目前對于數(shù)字電視并沒有合適的監(jiān)測儀器，因此無法及時方便地診斷出現(xiàn)問題的信號以及隔離需要維修的數(shù)字化設(shè)備。通常只有當(dāng)電視屏幕上的圖像消失時我們才知道數(shù)字信號系統(tǒng)出了問題。幾乎沒有任何線索可以用來找到問題的所在或原因，碼流分析儀器在這種情況下應(yīng)運而生。目前在數(shù)字電視系統(tǒng)的前端，通過監(jiān)控了解數(shù)字視頻廣播(DVB)信號和服務(wù)的狀況從而采取措施比通過觀眾的反映而采取措施要主動和及時得多。傳輸流(TS)的測試設(shè)備可使技術(shù)人員分析碼流的內(nèi)部情況，它們在決定未來服務(wù)質(zhì)量和客戶滿意度方面將扮演更重要的角色。本文著重研究了在DVB廣播電視系統(tǒng)中，DVB-ASI信號的解碼、MPEG-2TS的實時檢錯原理和基于現(xiàn)場可編輯門陣列(FPGA)的實現(xiàn)方法。文章首先闡述了數(shù)字電視系統(tǒng)的一些基本概念，介紹了MPEG-2/DVB標(biāo)準(zhǔn)、ETR101 290標(biāo)準(zhǔn)、異步串行接口(ASI)。然后介紹了FPGA的基本概念與開發(fā)FPGA所使用的軟件工具。最后根據(jù)DVB-ASI接收系統(tǒng)的解碼規(guī)則與MPEG-2TS碼流的結(jié)構(gòu)提出了一套基于FPGA的MPEG-2TS碼流實時分析與檢測系統(tǒng)設(shè)計方案并予以了實現(xiàn)。在本系統(tǒng)中，F(xiàn)PGA起著核心的作用，主要完成DVB-ASI的解碼、MPEG-2TS碼流檢錯、以及數(shù)字電視節(jié)目專有信息(PSI)提取等功能。本文實現(xiàn)的系統(tǒng)與傳統(tǒng)的碼流分析儀相比具有集成度較高、易擴展、便于攜帶、穩(wěn)定性好、性價比高等優(yōu)點。

標(biāo)簽： MPEG2TS FPGA 碼流

上傳時間： 2013-06-04

上傳用戶：love1314
基于ARMLinux的煙草零售信息終端的設(shè)計與實現(xiàn)

本文針對國家煙草局關(guān)于以信息化帶動煙草行業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的要求，密切結(jié)合“煙草銷售業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)”科研項目進(jìn)行研究開發(fā)，設(shè)計了一個基于ARM-Linux的煙草零售信息終端。零售商戶可以在此終端上完成商品零售的整個過程，并可通過終端完成訂貨預(yù)測和訂貨確認(rèn)的操作，同時可以下載和瀏覽各種煙草商品信息、訂貨、查看歷史營銷記錄、瀏覽各種通知廣告，并與煙草公司互動操作。本文首先分析了課題的研究背景及煙草零售信息終端的國內(nèi)外現(xiàn)狀，給出了一個基于ARM-Linux、GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的煙草銷售業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)；然后根據(jù)煙草零售信息終端的功能需求構(gòu)建了基于ARM9的硬件平臺的整體設(shè)計方案；介紹了基于ARM9內(nèi)核的微處理器S3C2440A及關(guān)鍵外圍模塊，設(shè)計了各模塊的硬件接口電路；并在硬件平臺上成功移植實現(xiàn)了一個基本的嵌入式Linux系統(tǒng)的軟件平臺；隨后深入研究了Linux2.6引入的platform driver機制下的字符設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)方法，在全面分析了漢王手寫芯片HW006的通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，開發(fā)了漢王手寫芯片的觸摸屏驅(qū)動程序，實現(xiàn)了在觸摸屏上的點擊與漢字手寫識別；最后研究了Linux中的串口操作編程，完成了基于華為GTM900B GPRS模塊的數(shù)據(jù)通信程序設(shè)計和條形碼掃描程序模塊的開發(fā)，并研究了多線程編程技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)中的應(yīng)用方法，設(shè)計了煙草零售信息終端所需的數(shù)據(jù)庫和圖形界面。所研制的煙草零售信息終端已成功應(yīng)用于山西省某市的各個煙草零售點，運行結(jié)果表明，該終端運行穩(wěn)定可靠，與用戶的交互方便快捷，采集到的各類數(shù)據(jù)能夠及時、有效、準(zhǔn)確地傳輸?shù)綉?yīng)用管理系統(tǒng)，各方面性能都達(dá)到了課題的要求，為煙草銷售市場預(yù)測、貨物配送和營銷推廣提供了一種有效的手段。

標(biāo)簽： ARMLinux 零信息終端

上傳時間： 2013-05-23

上傳用戶：CSUSheep
基于ARMLinux平臺的嵌入式信息管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，生活節(jié)奏的加快以及信息技術(shù)的進(jìn)步，人們越來越多的借助高性能的移動手持設(shè)備來完成日常工作，目前手持設(shè)備處理性能有了很大的提高，其所能處理的數(shù)據(jù)量也越來越大，傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)方式已經(jīng)越來越滿足不了需求，嵌入式數(shù)據(jù)庫就隨之誕生，為手持設(shè)備提供專業(yè)的數(shù)據(jù)管理。嵌入式數(shù)據(jù)庫的輕量級、被軟件產(chǎn)品包含、無需人工數(shù)據(jù)庫管理等特點使其適合被應(yīng)用于各類嵌入式系統(tǒng)及手持設(shè)備中。使用嵌入式數(shù)據(jù)庫與使用文件系統(tǒng)進(jìn)行客戶端數(shù)據(jù)管理相比更加靈活方便、可以高效地實時更新客戶端本地數(shù)據(jù)。使用數(shù)據(jù)庫完成大量數(shù)據(jù)的存儲和管理，同圖形界面軟件結(jié)合構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)的支撐系統(tǒng)。 SQLite數(shù)據(jù)庫作為一種開源的嵌入式數(shù)據(jù)庫，具有體積小，速度快，存儲量大，API使用方便等諸多的優(yōu)點，目前已經(jīng)成為被廣泛應(yīng)用的嵌入式數(shù)據(jù)庫之一。同樣的，嵌入式圖形界面MINIGUI的開源版本也具有體積小，控件比較豐富，編程難度不高等優(yōu)點，受到廣大嵌入式開發(fā)者的喜愛。本文的主要任務(wù)是將MINIGUI和SQLite進(jìn)行有針對的裁剪或添加部分功能后移植到開發(fā)板上，然后將圖形界面和數(shù)據(jù)庫相結(jié)合在arm—linux平臺上建立一個具有基本功能的嵌入式信息管理系統(tǒng)。首先分析了系統(tǒng)所使用的硬件平臺并研究了軟件環(huán)境的搭建過程，包括移植Bootloader、移植linux內(nèi)核、建立NFS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)進(jìn)行程序調(diào)試，然后分別給出了嵌入式圖形界面MINIGUI和嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite移植到開發(fā)板的過程和它們各自的開發(fā)技術(shù)，最后詳細(xì)研究了如何在MINIGUI中連接SQLite數(shù)據(jù)庫，從而將二者結(jié)合起來編程以實現(xiàn)本系統(tǒng)并給出了系統(tǒng)在開發(fā)過程中所遇到的關(guān)鍵問題的解決方案，包括屏幕旋轉(zhuǎn)及校正、設(shè)計軟鍵盤進(jìn)行屏幕輸入、利用SQLite存儲圖片文件。從而證明了當(dāng)前條件下在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)一個比較簡單的信息管理系統(tǒng)是完全可行的。最后討論了該領(lǐng)域存在的一些問題和今后需要進(jìn)一步研究的課題。

標(biāo)簽： ARMLinux 嵌入式信息管理系統(tǒng)

上傳時間： 2013-07-10

上傳用戶：visit8888
基于ARM與ARM Linux的汽車行駛記錄儀的分析與設(shè)計

汽車行駛記錄儀(文中也簡稱為記錄儀)，亦稱“汽車黑匣子”，是安裝在車輛上，對車輛行駛速度、時間、里程以及有關(guān)車輛行駛的其它狀態(tài)信息進(jìn)行監(jiān)控、記錄、存儲并可通過接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出的數(shù)字式電子記錄裝置。為分析和判斷汽車駕駛狀態(tài)和處理交通事故提供了可靠準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)。本課題的來源是國家信息產(chǎn)業(yè)部下達(dá)的電子發(fā)展基金項目，與同類產(chǎn)品相比，增加了音/視頻功能，目前已通過信產(chǎn)部驗收。本文主要分析和設(shè)計了一種具有低成本高擴展性的基于ARM與ARMLinux的汽車行駛記錄儀方案，該系統(tǒng)作為信產(chǎn)部項目中的主控模塊實現(xiàn)了記錄儀的標(biāo)準(zhǔn)功能。硬件方面分析了汽車行駛記錄儀的標(biāo)準(zhǔn)功能對應(yīng)ARM片內(nèi)外圍電路與外部器件的設(shè)計。軟件方面分析了基于YAFFS文件系統(tǒng)與Linux 2.6的軟件平臺在嵌入式應(yīng)用方面的高可用性，主要描述YAFFS的特點與基本原理，Linux中線程的實現(xiàn)機制與Linux Kernel 2.6在響應(yīng)時間上的改進(jìn)。并給出了該記錄儀基于Liinux的多線程結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序的設(shè)計要點、流程圖和主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。作為擴展，為記錄儀增加了采集和處理音/視頻信號的DSP模塊。DSP采用TI公司的專用于數(shù)字媒體應(yīng)用的高性能DSP DM642。DSP模塊同時采集3路視頻并進(jìn)行壓縮，壓縮算法可以采用MPEG-2、MPEG-4、H．263、H．264等。論述了實現(xiàn)音/視頻功能的基本原理、DSP模塊的存儲器結(jié)構(gòu)、ARM與DSP的通信及一些實用性的考慮。

標(biāo)簽： ARM Linux 汽車行駛記錄儀分

上傳時間： 2013-07-02

上傳用戶：W51631
工程電路分析

本書首版于1962年，目前已是第六版。得益于作者長期教學(xué)經(jīng)驗的積累，本書已被國外許多著名大學(xué)選為電子、電力工程領(lǐng)域入門課程的教材。作者從3個最基本的科學(xué)定律(歐姆定律、基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電流定律)推導(dǎo)出了電路分析中常用的分析方法及分析工具。書中首先介紹電路的基本參量以及電路的基本概念，然后結(jié)合基爾霍夫電壓和電流定律，介紹節(jié)點和網(wǎng)孔分析法以及疊加定理、電源變換等常用電路分析方法，并將運算放大器作為電路元件加以介紹；交流電路的分析開始于電容、電感的時域電路特性，然后分析RLC電路的正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，并介紹交流電路的功率分析方法，接著還對多相電路、磁耦合電路的性能分析進(jìn)行了介紹；為了使讀者更深入了解電路的頻域特性，本書還介紹了復(fù)頻率、拉普拉斯變換和s域分析、頻率響應(yīng)、傅里葉分析、二端口網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容。作者注重將理論和實踐相結(jié)合，很多例題、練習(xí)、章后習(xí)題還是正文中的應(yīng)用實例都取自于業(yè)界的典型應(yīng)用，這也是本書的一大特色。本書可作為信息電子類、電氣工程類、計算機類和應(yīng)用物理類本科生的雙語教學(xué)用書，也可作為從事電子技術(shù)、電氣工程、通信工程領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員的參考書

標(biāo)簽： 工程電路分析

上傳時間： 2013-05-27

上傳用戶：cccole0605
基于ARMLinux的2n偽隨機信息系統(tǒng)研究與開發(fā)

隨著計算機軟硬水平的不斷提高，嵌入式領(lǐng)域的發(fā)展也取得了長足的進(jìn)步。目前，嵌入式與Linux技術(shù)的結(jié)合正在推動著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的研究和應(yīng)用產(chǎn)生了顯著的變化。硬件上，嵌入式平臺由51系列內(nèi)核的8位機系統(tǒng)逐步上升到以ARM內(nèi)核為主流的32位系統(tǒng)；軟件上Linux作為操作系統(tǒng)的發(fā)展史上一個重要的里程碑，以高安全性和穩(wěn)定性、開源免費等的優(yōu)勢使得其在政府、國防、教育、工業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的運用。 2n偽隨機多頻道激電理論(簡稱偽隨機理論)，是由何繼善院士率先提出并命名的，其實質(zhì)是將含有3，5，7…等多個奇數(shù)主頻率的復(fù)合波同時向大地發(fā)送，接收機同時接收經(jīng)大地介質(zhì)傳導(dǎo)的復(fù)合波中各主頻率電流響應(yīng)。在地球物理勘探領(lǐng)域，基于偽隨機理論的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有抗干擾能力強、測量精度高、觀測速度快、裝置輕便等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。本文在分析偽隨機理論基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前嵌入式軟硬件發(fā)展的最新成果，開展對ARM Linux嵌入式數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)。首先，通過需求分析，對各種采集方案比較后，設(shè)計系統(tǒng)總體方案。通過數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)驅(qū)動總體分析，選用嵌入式板載的音頻芯片實現(xiàn)數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換，完成Linux下采集設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計。其次，在ARM9內(nèi)核的S3C2410嵌入式處理器硬件平臺，按照嵌入式軟件開發(fā)流程，搭建嵌入式Linux交叉開發(fā)平臺；裁剪并移植Linux內(nèi)核，構(gòu)建嵌入式文件系統(tǒng)。再次，利用當(dāng)前流行的嵌入式圖形開發(fā)庫Qtopia Core，結(jié)合Sqlite數(shù)據(jù)庫與Linux多線程技術(shù)，設(shè)計數(shù)據(jù)采集應(yīng)用程序，建立數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的應(yīng)用軟件模型，此基礎(chǔ)上對整個系統(tǒng)進(jìn)行測試，與理論值進(jìn)行對比實驗。最后，就課題的不足做出總結(jié)，并且提出系統(tǒng)后期的改進(jìn)建議。

標(biāo)簽： ARMLinux 偽隨機信息系統(tǒng)

上傳時間： 2013-07-11

上傳用戶：CETM008
基于ARM和Linux的車載信息顯控終端的研究

汽車儀表總成是汽車和駕駛員進(jìn)行信息交互的窗口。傳統(tǒng)的汽車儀表總成采用了大量機械器件、模擬電路和少量簡單數(shù)字電路的方式設(shè)計。它體積大，精確和穩(wěn)定性低，顯示信息少，控制按鈕繁復(fù)。本項目以當(dāng)前主流的嵌入式技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計了一種以大尺寸LCD觸摸屏為主要顯示控制界面，以CAN總線和其他接口為信息采集渠道，以高速嵌入式ARM9微控制器為處理單元的車載信息顯控終端。作者在該項目中負(fù)責(zé)車載信息顯控終端的樣機設(shè)計，用Prote199完成原理圖和PCB圖的設(shè)計，編寫測試程序?qū)χ饕布M(jìn)行測試。軟件上移植Linux操作系統(tǒng)并編寫LCD驅(qū)動程序。論文設(shè)計的車載信息顯控終端以SAMSUNG公司S3C2410ARM9微控制器為核心，以Microchip公司的MCP2515芯片為CAN總線控制器，以Sharp公司LQ080V3DG01型號的8英寸LCD屏為顯控接口。存儲器方面外擴了NOR FLASH、NAND FLASH、SDRAM。接口方面設(shè)計了CAN、USB、RS232、以太網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)接口，和GPIO、AD等接口。軟件上本車載信息顯控終端采用自行剪裁移植的Linux操作系統(tǒng)，并移植了相應(yīng)的LCD驅(qū)動程序。論文主要闡述了車載信息顯控終端的硬件設(shè)計，詳細(xì)分析了Linux在S3C2410微控制器系統(tǒng)上的移植，并將在軟硬件調(diào)試過程中總結(jié)的經(jīng)驗與大家分享。本車載信息顯控終端是對汽車儀表總成數(shù)字化和虛擬化顯示控制的一個有益嘗試，離最后的實用化和產(chǎn)品化還待進(jìn)一步研究。

標(biāo)簽： Linux ARM 車載信息

上傳時間： 2013-05-30

上傳用戶：hechao3225
實時三維信息獲取系統(tǒng)

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。控制部分包括將視頻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。

標(biāo)簽：

上傳時間： 2013-07-23

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基于FPGA的GPS定位信息處理系統(tǒng)設(shè)計

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(jìn)制整數(shù)型，實現(xiàn)利用移位和加法運算達(dá)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(jìn)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(dá)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(jìn)行卡爾曼濾波設(shè)計，并通過Matlab進(jìn)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(dá)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(dá)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(dá)到資源最優(yōu)。Modelsim仿真驗證了該設(shè)計的正確性。

標(biāo)簽： FPGA GPS 定位信息處理

上傳時間： 2013-04-24

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