本文實現了GPS中頻信號處理的整體設計方案。該方案使用Zarlink公司的GP2015射頻芯片和FPGA共同搭建硬件系統,用于實現GPS定位功能。其中GP2015芯片作為GPS信號接收前端,FPGA作為系統搭建和算法實現的平臺。 首先,針對建立GPS中頻數據處理平臺的需要,設計了GPS信號接收的射頻前端以及LVDS數據傳輸電路,編寫了FPGA傳輸大量高頻數據的VHDL程序,實現了數據的傳輸及存儲。其次,設計PC機的用戶界面接口程序,為控制和測試提供了可靠的保障。在此基礎上開發了GPS中頻數據處理的平臺,為研究GPS定位算法提供了硬件基礎。 數據捕獲和追蹤是GPS算法中最耗時的兩部分,因此,本設計提出快速精確的數據捕獲方法。在分析頻域捕獲算法的基礎上,提出相位差分精確定頻的方法,分析其可行性,給出實施方案并與普通串行精確定頻算法比較,經過實驗,得到了很好的結果。 在研究捕獲算法的基礎上,本文在FPGA上實現了GPS中頻信號的捕獲算法。既保證了軟件算法的靈活性又利用了硬件工作的實時性,達到了快速捕獲的目的。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著科技的發展和社會的進步,數字電視已逐漸成為現代電視的主流。利用今年是奧運年的契機,研究和推廣數字電視廣播具有重大的意義。2006年8月底我國出臺的數字多媒體/電視廣播(DMB-T)標準,確立了中國自己的技術標準。以此來發展擁有自主知識產權的數字電視事業,不僅可以滿足廣大人民群眾日益增長的物質、文化要求,還可以帶動相關產業快速發展。 本課題在深入研究DMB-T國家標準的基礎上,首先對系統的調制系統進行了設計規劃,然后對信道調制的星座映射、系統信息插入、幀體數據處理、PN序列插入的幀形成模塊和成形濾波模塊進行了設計和仿真,并驗證了其正確性。 3780個子載波的時域同步正交多載波技術(TDS-OFDM)是DMB-T調制系統的關鍵技術之一。由于載波數不是2的整數次冪,考慮到實現的有效性,不能采用現已成熟的基-2或基-4的快速傅立葉變換(FFT)算法。針對調制系統中特有的3780點IFFT,課題深入分析和比較了Cooley-Tukey、Winograd和素因子三種離散快速傅立葉變換算法的特點和性能,綜合利用了三種算法優勢,考慮了算法的復雜度、運算的速度、資源的消耗,設計出一種新的算法,進行了Matlab驗證和基于FPGA(現場可編程門陣列)的仿真。分析表明,該算法所需的加法、乘法次數已很逼近4096點FFT算法。 DMB-T發射端的基帶成形濾波采用了平方根升余弦滾降濾波,由于其0.05的滾降系數在實現中比較苛刻,所以是設計的難點之一。本課題利用Matlab工具采用了等紋波最優濾波的方法設計了169階數字濾波器,其阻帶衰減達到了46.9dB,完全符合標準的要求;利用四倍插值的方法實現了I、Q合路的該濾波器的FPGA設計,并進行了設計優化,顯著降低了濾波器的運算量,大大節約了實現該濾波器所需的乘法器資源。
上傳時間: 2013-06-28
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GPS全球定位系統是美國國防部為軍事目的而建立的衛星導航系統,其主要目的是解決海上、陸地和空中運載工具的導航定位問題。GPS作為新一代衛星導航系統,不僅具有全球、全天候、連續、高精度導航與定位能力,而且具有優良的抗干擾性和保密性。因此,發展全球定位系統是當今導航技術現代化的一個重要標志。在GPS接收機中,為了得到導航電文并對其進行解算,要完成復雜的信號處理過程。其中,怎樣捕獲到衛星信號,并對C/A碼進行跟蹤是研制GPS接收機的重要問題之一。本文在對GPS信號的結構進行深入的分析后,結合FPGA的特點,對算法進行設計及優化后,給出了相應的仿真。內容主要包括以下幾個方面: 1.對GPS信號結構的產生原理進行了深入地分析,并對GPS信號的調制機理進行詳細地闡述。 2.在GPS信號的捕獲方面,采用了基于FFT頻域的快速捕獲的方法,即將接收到的GPS信號先利用快速傅立葉變換(FFT)變換到頻域,在頻域完成相應的運算后,再利用傅立葉反變換(IFFT)變換到時域。從而大大減少了計算量,加快了信號捕獲的速度,提高了捕獲性能。 3.在C/A碼跟蹤部分,本文采用了非相干延遲鎖定環對C/A碼進行跟蹤。來自載波跟蹤環路的本地載波將輸入的信號變成基帶信號,然后分別和本地碼的三個不同相位序列進行相乘,將相乘結果進行累加,經過處理將得到碼相位和當前的載波頻率送到載波跟蹤環路。 4.載波跟蹤環,本文采用的是科斯塔斯環。載波跟蹤環和碼跟蹤環在結構上相似,故本文只對關鍵的載波NCO進行了仿真。 本文的創新點主要是使用FPGA對整個GPS信號的捕獲及C/A碼的跟蹤進行設計。此外,根據FPGA的特點,在不改變外部硬件設計的前提下,改變相應的IP核或相關的VHDL程序就可對系統進行各種優化設計,以適應不同類型的GPS接收機的不同功能。
上傳時間: 2013-06-27
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人體血液成份的無創檢測是生物醫學領域尚未攻克的前沿課題之一,動態光譜法在理論上克服了其它檢測方法難以逾越的障礙——個體差異和測量條件對檢測結果的影響。實現動態光譜檢測,其關鍵在于采集多波長的光電容積脈搏波信號,并對其進行處理。針對動態光譜檢測中信號微弱、信噪比低、處理數據量大的特點,本文設計了基于FPGA和面陣CCD攝像頭的動態光譜數據采集與預處理系統,提高檢測精度,采集出滿足動態光譜信號提取要求的光電脈搏波;并對動態光譜頻域提取法的核心算法FFT的FPGA實現進行研究。 課題提出用高靈敏度的面陣CCD攝像頭替代常規光柵光譜儀中的光電接收器,實現對多波長的光電容積脈搏波的檢測。結合面陣CCD的二維圖像特點,采用信號累加法去除噪聲,提高信號的信噪比。 創新性的提出一種不同于以往的信號累加方法——將處于同一行的視頻信號在采樣過程中直接累加,然后再進行傳輸和存儲。不同于幀累加和異行累加,這種同行累加方式不但大大的提高了信號的信噪比,同時減小了數據的傳輸速度和傳輸量,降低了對存儲器容量的要求,改善了動態光譜信號檢測系統的性能。 針對面陣CCD攝像頭輸出的復合視頻信號的特點,設計視頻信號解調電路,得到高速、高精度的數字視頻信號和準確的視頻同步信號,用于后續的視頻信號采集與處理。 根據動態光譜信號檢測和視頻信號采集的要求,選擇可編程邏輯器件FPGA作為硬件平臺,設計并實現了基于FPGA和面陣CCD攝像頭的光電脈搏波采集與預處理系統。該系統實現了視頻信號的精確定位,通過光譜信號的高速同行累加,實現了光電脈搏波信號的高精度檢測。系統采用基于FPGA的Nios II嵌入式處理器系統,通過對其應用程序的開發,可靠的實現了數據的采集、傳輸和存儲,提高了系統的集成度,降低了開發成本。 為實現動態光譜信號的頻域提取,研究了基于FPGA的FFT實現方案,對各關鍵模塊進行設計,為動態光譜信號的進一步處理打下良好的基礎。 最后,通過實驗證明了系統數據采集的正確性和信號預處理的可行性,得到了符合動態光譜信號提取要求的脈搏波信號。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著GPS(Global Positioning System)技術的不斷發展和成熟,其全球性、全天候、低成本等特點使得GPS接收機的用戶數量大幅度增加,應用領域越來越廣。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約成本,而且便于系統融合,是應用于GPS定位的系統中更有前景的方法。但由于在系統中實現定位濾波算法需要時間,傳統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“先時序后電路”的設計思想,由同步沒計方法以及自頂向下和自下而上的混合設計方法實現系統的總體設計。從GPS-OEM板輸出的定位信息的接收到定位結果的坐標變換,最終到kalman濾波遞推計算減小定位誤差,實現實時、快速、高精度的GPS定位信息采集處理系統,為GPS定位數據的處理方法做了新的嘗試,為基于FPGA的GPS嵌入式系統的開發奠定了基礎。具體工作如下: 基于FPGA設計了GPS定位數據的正確接收和顯示,以及經緯度到平面坐標的投影變換。根掘GPS輸出信息標準和格式,通過串口接收模塊實現串口數掘的接收和經緯度信息提取,并通過LCD實時顯示。在提取信息的同時將數據格式由ASCⅡ碼轉變為十進制整數型,實現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。在坐標轉換過程中,利用查找表的方法查找轉化時需要的各個參數值,并將該參數先轉為雙精度浮點小數,再進行坐標轉換。根據高斯轉化公式的規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,達到節省資源的目的。 卡爾曼濾波器的實現。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,建立了系統狀態方程、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計,并通過Matlab進行仿真。結果表明,本文設計的卡爾曼濾波器收斂性好,定位精度高、估計誤差小。在仿真基礎上,實現基于FPGA的卡爾曼濾波計算。在滿足實時性的基礎上,通過IP核、模塊的分時復用和樹狀結構節省資源,實現數據卡爾曼濾波,達到提高數據精度的效果。 設計中以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,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。Modelsim仿真驗證了該設計的正確性。
上傳時間: 2013-04-24
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·基于數字圖像處理的車牌定位與字符分割的碩士論文
上傳時間: 2013-05-26
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·詳細說明:車牌識別(改定位)武漢理工大學委 黃樟燦教授指導,林志毅,王宗躍等同學創作
上傳時間: 2013-06-28
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·車牌定位識別程序
上傳時間: 2013-04-24
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·詳細說明:汽車牌照的自動定位和識別程序源代碼-source code for automatic license plate location and recognition文件列表: 車牌定位 ........\ChildFrm.cpp ........\ChildFrm.h ........\ColorTable.h ...
上傳時間: 2013-05-18
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異步FIFO是用來適配不同時鐘域之間的相位差和頻率飄移的重要模塊。本文設計的異步FIFO采用了格雷(GRAY)變換技術和雙端口RAM實現了不同時鐘域之間的數據無損傳輸。該結構利用了GRAY變換的特點,使得整個系統可靠性高和抗干擾能力強,系統可以工作在讀寫時鐘頻率漂移達到正負300PPM的惡劣環境。并且由于采用了模塊化結構,使得系統具有良好的可擴充性。
上傳時間: 2013-08-08
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