本課題涉及先進的FPGA技術引入到數控插補時某些算法的改進，主要目的是更好的利用FPGA具有系統芯片化、高可靠性、開發設計周期短等特點，及具有系統內可再編程的性能，來解決目前軟件插補速度慢而硬件插補設計復雜、調整和修...
上傳時間： 2013-04-24
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論文研究了基于Bayer格式的CCD原始圖像的顏色插值算法，并將設計的改進算法應用到以FPGA為核心的圖像采集前端。出于對成本和體積的考慮，一般的數字圖像采集系統采用單片CCD或CMOS圖像傳感器，然后在感光表面覆蓋一層顏色濾波陣列(CFA)，經過CFA后每個像素點只能獲得物理三基色(紅、綠、藍)其中一種分量，形成馬賽克圖像。為了獲得全彩色圖像，就要利用周圍像素點的值近似地計算出被濾掉的顏色分量，稱這個過程為顏色插值。由于當前對圖像采集系統的實時性要求越來越高，業內已經開始廣泛采用FPGA來進行圖像處理，充分發揮硬件并行運算的速度優勢，以求在處理速度和成像質量兩方面均達到滿意的效果。。主要的工作內容如下: 本文首先介紹了彩色濾波陣列、圖像色彩恢復和插值算法的概念，然后分析和研究了當下常用的顏色插值算法，如雙線性插值算法、加權系數法等等，指出了各個算法的特點和不足；接下來針對硬件系統并行運算的特性和實時性處理的要求，結合其中兩種算法的思路設計了適用于硬件的改進算法，該算法主要引入了方向標志位的概念以及平滑的邊界仲裁法則來檢測邊界，借鑒利用梯度的三角函數關系來判斷邊界方向，通過簡化且適用于硬件的方法計算加權系數，從而選擇合適的方向進行插值。 在介紹了FPGA用于圖像處理的優勢后，針對FPGA的特點采用模塊化結構設計，詳細闡述了本文算法的軟件實現過程及所使用到的關鍵技術；文章設計了一個以FPGA為核心的前端圖像采集平臺，并將改進插值算法應用到整個系統當中。詳細分析了采集前端的硬件需求，討論了核心芯片的選型和硬件平臺設計中的注意事項，完成了印制電路板的制作。 文章通過MATLAB仿真得到了量化的性能評估數據，并選取幾種算法在硬件平臺上運行，得到了實驗圖片。最后結合圖片的視覺效果和仿真數據對幾種不同算法的效果進行了評估和比較，證明改進的算法對圖像質量有所增強，取得了良好的效果。
上傳時間： 2013-06-11
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CCSDS組織(空間數據系統咨詢委員會)于2005年公布了新的圖像壓縮標準，該標準算法采用基于小波變換的比特平面編碼方法，支持無損有損壓縮編碼和精確碼率控制并具有較好的抗誤碼能力和非常高的圖像壓縮性能，能滿足實際應用中的多種需求。同時該算法具有較低的算法復雜度，易于低功耗硬件實現，并且對航天圖像具有較高的適應性，因此，在航天應用方面具有廣闊的前景。 本論文主要針對CCSDS圖像壓縮算法的FPGA硬件實現，在有限的硬件資源下，提出高速高效的CCSDS圖像壓縮編碼器設計方案并在已有的FPGA硬件平臺上加以實現。本文首先對CCSDS圖像壓縮算法的編碼原理進行詳細介紹；然后提出DWT、BPE和碼流組織這三大模塊的并行化硬件實現方案，并給出了進行批量仿真測試的仿真平臺設計方案。最后在Xilinx VIRTEX-II FPGA平臺上經過成功驗證，測試結果表明系統各項技術指標可滿足星載圖像壓縮的要求。
上傳時間： 2013-06-13
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神經網絡控制算法作為一種比較成熟的智能控制算法，在空空導彈的理論研究中也得到了很多應用，但它的實際應用通常是通過軟件實現的，而軟件實現是串行執行指令，運行速度慢，可靠性低，很難滿足實際導彈制導系統實時性的要求。控制算法硬件實現的最大特點就是可提高控制算法的實時運算速度和可靠性。本課題針對導彈制導系統，以FPGA為硬件平臺研究神經網絡控制算法的硬件實現。本文首先對BP神經網絡算法思想進行了深入分析，并對BP網絡的各個階段進行了理論推導，最后對BP神經網絡PID飛行控制算法進行了研究和總結，為硬件實現提供了理論基礎。基于對上述理論的深入研究和分析，本文提出了一種適合FPGA實現該神經網絡控制算法的硬件實現模型。在該模型中，神經網絡各層之間采用串行執行數據方式，層間則采用并行運行方式，可有效提高系統的運算速度。由于模塊化、層次化的自頂向下的模塊化設計方法可有效減少錯誤的產生，是設計復雜大規模系統的理想設計方法。本文采用了此設計方法，通過把系統模塊化，對各個子模塊分別用VHDL硬件描述語言進行描述，并基于QUARTUS II軟件開發平臺進行綜合和仿真，直到達到研究設計要求。最后將仿真程序源代碼下載配置到具體的Cyclone II系列EP2C70 FPGA芯片中,應用于某實際導彈控制系統的研究。理論分析和實驗結果表明該神經網絡飛行控制算法的FPGA硬件實現是有效可行的，可滿足系統實時性的要求，為制導系統的實際工程實現提供了基礎。
上傳時間： 2013-04-24
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艦船電力系統網絡重構可以看作為一個多目標、多約束、多時段、離散化的非線性規劃最優問題。根據艦船電力系統特點，提出了一種改進的粒子群優化算法。在傳統粒子群算法的基礎上，運用混沌優化理論進行初始化粒子的初始種群，提升初始解質量；同時，引進遺傳操作以改進粒子群算法易陷入局部極值的缺點。通過對典型的模型仿真表明，該算法具有更好的尋優性能，并且有效地提高了故障恢復的速度與精度。
上傳時間： 2014-12-23
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介紹了基于數字圖像處理的QR碼識別算法。該方案綜合運用了圖像灰度化、濾波去噪、二值化、邊緣檢測、圖像旋轉等多種圖像處理方法對條碼圖像進行預處理。理論分析和實驗結果表明：該算法提高了識讀的靈活性和可靠性，為QR碼識別提供了一種新途徑。
上傳時間： 2013-11-13
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基于遺傳算法的組合邏輯電路的自動設計，依據給出的真值表，利用遺傳算法自動生成符合要求的組合邏輯電路。由于遺傳算法本身固有的并行性，采用軟件實現的方法在速度上往往受到本質是串行計算的計算機制約，因此采用硬件化設計具有重要的意義。為了證明基于FPGA的遺傳算法的高效性，設計了遺傳算法的各個模塊，實現了基于FPGA的遺傳算法。
上傳時間： 2014-01-08
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數字PID控制算法是將模擬PID離散化得到，各參數有著明顯的物理意義，調整方便，所以PID控制器很受工程技術人員的喜愛。
上傳時間： 2013-10-15
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隨著GPS、GALILEO、GLONASS以及我國北斗導航定位系統的不斷發展，基于多星座下的GNSS接收機自主完好性監測算法也已被國內外學者廣泛研究。本文首先介紹了接收機自主完好性監測（RAIM）算法的原理，然后分別對單星座、多星座組合下的RAIM算法進行了研究和仿真，圖形化和數據化的仿真結果充分證明了多星座組合下的完好性監測性能優于單星座下完好性監測性能。
上傳時間： 2013-11-11
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本文在分析了無線電頻譜管理現狀及頻譜資源緊張的前提下，引出頻譜管理中的認知無線電技術，同時提出了基于博弈論的電磁頻譜管理的模型化方法，深入地分析了博弈論算法的收斂性及效用函數的選擇，并且通過Matlab仿真以最小化系統間總干擾為目標描述了博弈論模型在電磁頻譜動態管理中的應用。
上傳時間： 2013-10-19
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